Numa pedreira no centro do Texas, um robô esférico insuflável chamado RoboBall rola sobre pedras, cascalho e argila húmida. Desenvolvido na Universidade Texas A&M, em College Station, destina-se a explorar terrenos lunares atualmente difíceis de aceder. Os resultados dos seus primeiros testes constam de um artigo recente publicado na IEEE Transactions on Field Robotics.
O projeto é liderado por Rishi Jangale, um engenheiro mecânico próximo do fim do seu doutoramento, e pelos seus colegas do laboratório, que trabalham nesta «grande bola bege» há cerca de cinco anos. O objetivo é dispor de um veículo capaz de alcançar zonas como a cratera de Shackleton, com 21 km de largura, situada no polo sul da Lua. Segundo a fonte, esta cratera atinge 4 km de profundidade e alberga crateras mais pequenas, ainda mais profundas, cujas partes nunca recebem a luz do Sol.
Estas zonas mergulhadas na escuridão contêm substâncias que os planetólogos têm dificuldade em estudar, nomeadamente camadas de geologia lunar muito antiga e reservas de água gelada, que poderão um dia servir uma base lunar. «A Lua é como um arquivo do que aconteceu na Terra», afirma Sara Russell, mineralogista cósmica no Museu de História Natural de Londres, que não participa nos trabalhos da Texas A&M. E acrescenta: «A recolha robótica funciona notavelmente bem, e é fantástico ver que está a ser mais explorada neste contexto.»
Para Rishi Jangale, a escolha de uma esfera responde a uma restrição precisa. «A NASA não deixará os astronautas aproximarem-se destas crateras, porque se alguém cair lá dentro, não poderá ser resgatado», afirma. «Então pensámos: que forma é mais adequada para rolar ao longo de uma encosta do que uma bola?»
Uma ideia nascida em 2003
O RoboBall nasceu da ideia de Robert Ambrose, antigo engenheiro de robótica da NASA e orientador de doutoramento de Jangale, que concebeu o princípio em 2003. Segundo a fonte, uma esfera insuflável não pode tombar, um risco maior para os robôs no solo lunar, especialmente em baixa gravidade. A sua forma também protege os componentes internos de rochas afiadas, poeira e variações de temperatura, que vão, segundo o artigo, de mais de 93 °C nas zonas ensolaradas a menos 240 °C à sombra das crateras.
O cenário imaginado por Ambrose associa um rover com rodas, que estaciona na borda de uma cratera e liberta um RoboBall para explorar as suas profundezas. Ao contrário de um pequeno rover ligado por um cabo, a esfera não sobe por si mesma, mas pode percorrer uma distância muito maior para recolher amostras geológicas, e depois enviá-las de volta para o rover através de pequenos foguetes. A NASA não trouxe amostras lunares para a Terra há mais de 50 anos, segundo a fonte, e os meteoritos lunares não substituem, segundo Sara Russell, o trabalho de campo realizado no local.
Do protótipo à versão completa
Em 2022, o laboratório de Ambrose concluiu uma prova de conceito, o RoboBall II, com 0,5 metros de diâmetro. A versão em tamanho real, RoboBall III, exigiu depois cerca de onze meses de trabalho. «Construíamos estes robôs muito rapidamente», conta Jangale, que cita um incentivo do seu orientador: «Ele incentiva-nos a usar estes robôs e a parti-los.» Os primeiros testes revelaram erros de software e uma transmissão demasiado fraca para ultrapassar pequenas lombas em solo mole.
O RoboBall move-se graças a um pêndulo colocado no interior da sua casca, que desloca o centro de massa do conjunto. Em terreno plano, quando o braço do pêndulo aponta para a frente, a esfera rola nessa direção. Uma ligeira inclinação para a esquerda ou direita fá-la virar no mesmo sentido. «O robô quer ir para onde apontamos o pêndulo», explica Jangale. Nas encostas íngremes, a mesma mecânica permite controlar a velocidade de descida.
Hiro Ono, engenheiro aeroespacial que trabalhou treze anos na mobilidade de robôs no Jet Propulsion Laboratory da NASA antes de se juntar à Georgia Tech, sublinha a simplicidade do dispositivo: «A beleza está na simplicidade.» O RoboBall tem apenas dois atuadores, ambos colocados no interior da casca, protegidos da poeira.
Após os primeiros testes na pedreira, a equipa concebeu em cerca de sete meses uma versão melhorada, RoboBall III, com um binário, ou seja, uma força de rotação, multiplicada por 2,5. Pode assim ultrapassar pequenos obstáculos e subir encostas de 20 graus. No novo artigo, o RoboBall III, controlado remotamente, desceu as encostas da pedreira, atravessou um terreno solto e lançou cargas úteis hipotéticas para fora da cratera.
Uma missão ainda distante
O robô não seria adequado para todas as missões, reconhece a equipa: a sua natureza um pouco desajeitada torna-o pouco adaptado à recolha de uma rocha muito precisa. Os investigadores esperam trabalhar com cientistas que concebem instrumentos para a Lua, para que estes caibam no interior da esfera, do tamanho de uma bagagem de cabine. «O robô não é a missão», conclui Jangale. «O robô é um meio para concretizar a missão.»
A versão atual custou cerca de 250 000 dólares e não está pronta para a Lua. Se as suas peças de alumínio tratadas a ouro são adequadas para missões espaciais, os outros materiais não o são, e a eletrónica adaptada ao espaço custaria mais. A casca, capaz de rolar sobre estilhaços de aço e resistir a menos 184 °C, nunca foi testada nas condições extremas lunares. A equipa também planeia tornar a esfera capaz de adaptar autonomamente a sua condução em encostas variáveis.
A Texas A&M deve abrir ainda este ano, em Houston, uma nova instalação que albergará, segundo a fonte, as maiores paisagens lunares e marcianas simuladas em interior do mundo. Fica a 190 km da pedreira onde Rishi Jangale realiza os seus testes.
