İnsanlık, Ay ve Mars gibi insan ayak basamayacağı yerleri keşfetmek için robotik sondalar gönderme konusunda giderek daha başarılı olsa da, bu alanda hala öğrenme sürecindeyiz. İlk uzay robotu 1970 yılında Dünya'dan gönderildi ve ancak yarım yüzyılı aşkın bir süre sonra, bu üstün mühendislik harikalarının neden yabancı gezegenlerin topraklarında sıkışıp kaldığı anlaşıldı.
Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden makine mühendisi Dan Negrut, "Geriye dönüp baktığımızda, fikir basit: Rover'ın performansını daha iyi anlamak için sadece yerçekiminin rover üzerindeki etkisini değil, kumun üzerindeki yerçekimi etkisini de göz önünde bulundurmalıyız" açıklamasında bulunuyor. "Bulgularımız, kumlu zeminlerde rover hareketliliğini analiz etmek için fizik tabanlı simülasyonlar kullanmanın değerini vurguluyor."
Dünya dışı bir ortamda çalışacak bir rover yapmak, Dünya'da çalışacak birinden daha karmaşıktır. Örneğin, Mars'taki güneş fırtınaları nedeniyle birçok görev başarısız oldu; bu fırtınalar güneş panellerinde biriken kum yığınlarıyla makinelerin enerji üretmesini engelledi.
Yerçekimi de önemli bir faktördür. Robotik araçlarımızın indiği Güneş Sistemi cisimlerindeki yerçekimi Dünya'dan daha düşüktür ve bu da cisimlerin hareketini etkiler. Mühendisler, rover tasarımlarında hedef yerçekimi ortamının etkilerini dikkate almışlardır.
Ancak tüm bunlara rağmen, rover'lar hala sık sık sıkışıp kalıyor ve kontrol ekiplerinin bu talihsiz robotları kurtarmak için bir dizi manevra yapması gerekiyor. Genellikle bu durum can sıkıcı olsa da zarar vermez. Ancak NASA'nın Mars keşif aracı Spirit, 2009 yılında yumuşak zemine saplandı ve bugüne kadar da orada kaldı.
Negrut ve meslektaşları, Project Chrono adlı fizik tabanlı bir motor üzerinde çalışan bilgisayar simülasyonlarını kullanarak bu tekrarlayan sorunun kökenini araştırmaya başladılar. Sonuçlarını gerçek dünya testleriyle karşılaştırdıklarında, önemli bir tutarsızlık fark ettiler.
Ay ve Mars zeminlerini simüle eden kumlarda yapılan önceki rover tasarımları testlerinde çok önemli bir ayrıntı göz ardı edilmişti: Kum da farklı yerçekimi koşullarında farklı davranır. Ay ve Mars'ı kaplayan tozlar, Dünya'dakinden daha kabarık ve yumuşaktır, daha kolay dağılır ve çekişi azaltır; bu da tekerleklerin daha kolay takılmasına neden olur. Bunu, Dünya'da çamurlu veya çok gevşek çöl kumuna saplanmış bir araç gibi düşünebilirsiniz.
Bu keşif, gelecekteki uzay keşif araçlarının tozlu sıkışmalardan kaçınmasını sağlayabilecek eksik parçayı ortaya koyuyor. Negrut, "Araştırmalarımızın birçok gerçek dünya mühendislik sorununu çözmede son derece alakalı olması ödüllendirici. Başardığımız şeyle gurur duyuyorum. Bir üniversite laboratuvarının NASA tarafından kullanılan endüstriyel güçte yazılımlar üretmesi çok zor" diyor. Araştırma, Journal of Field Robotics'te yayımlandı.
