هذا الشهر ستكون هناك تجربة لروبوت يعمل بالطاقة الشمسية
وارن ليري نيويورك تايمز
في القطب الشمالي، يشتاق كل كائن حي إلى لمسة أشعة الشمس الخفية خلال فترة الصيف القصيرة. في هذا الشهر، سيجتاز روبوت مدعوم بتصميمه على الاستلقاء تحت ضوء الشمس أرضًا صخرية قاحلة وباردة في أقصى الشمال. ويعد الروبوت التجريبي، المعروف باسم "هايبريون"، نموذجًا أوليًا لسلسلة محتملة من الروبوتات المستكشفة التي يمكنها العمل دون توقف تقريبًا لأشهر، وحتى سنوات، واستكشاف سطح القمر أو الكواكب البعيدة.
وقام المهندسون والعلماء في معهد الروبوتات بجامعة كارنيجي ميلون في بيتسبرج بالولايات المتحدة الأمريكية ببناء هايبريون لاختبار جدوى مفهوم الروبوت الذي يعمل بالطاقة الشمسية ويمكنه متابعة ضوء الشمس لمواصلة العمل لفترات طويلة.
اسم الروبوت مأخوذ من الأساطير اليونانية. كان هايبريون أحد الجبابرة (آلهة ما قبل الآلهة)، والذي كان وفقًا للأساطير أبو الشمس والقمر والفجر. الكلمة
"هايبريون" تعني "الشخص الذي يتبع الشمس".
وتقوم وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) بتمويل الجزء الأكبر من مشروع هايبريون الذي تقدر تكلفته بحوالي مليون دولار. تم بناء الروبوت من هيكل أنبوبي من الألومنيوم يتم تركيب الأجهزة وأجهزة الكمبيوتر والبطاريات والألواح الشمسية الكبيرة عليه، مما يسمح له بتوليد الكهرباء. يتحرك الروبوت على 4 عجلات، كل واحدة منها يقودها محرك كهربائي.
ويبلغ وزن Hyperion مع إجمالي معداته حوالي 150 كيلوغرامًا، ويبلغ طوله وعرضه حوالي مترين، ويبلغ ارتفاعه حوالي ثلاثة أمتار. وتحول الألواح الشمسية المغطاة بخلايا السيليكون ضوء الشمس إلى نحو 300 واط من الكهرباء يوميا، وهو متوسط الاستهلاك اليومي. يتم تغذية الكهرباء الزائدة في البطاريات، والتي توفر الطاقة الإضافية اللازمة لتسلق التلال أو قيادة السيارة في الأجزاء المظللة. ومن المفترض أن يسافر الروبوت مسافة تصل إلى 24 كيلومترًا يوميًا، وبسرعة قصوى تبلغ حوالي XNUMX كم/ساعة.
تم تصميم Hyperion للعمل بشكل مستقل، وحساب مساره وتجاوز العوائق باستخدام المعلومات التي تنتجها من الكاميرات الموجودة في جزئه الأمامي. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا التحكم فيه عن بعد ولهذا الغرض تم تركيب كاميرا بانورامية أعلى فيه، مما يسمح لمشغليه برؤية محيطه بالكامل. تم تجهيز الروبوت أيضًا بماسح ضوئي لنطاق الليزر يعمل كمصد "افتراضي" ويتم تخزين خرائط المنطقة في أجهزة الكمبيوتر الخاصة به. يحمل معه زوجًا من أجهزة استقبال GPS (نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمي) لحساب موقعه الدقيق، وكل عجلة متصلة بمقياس سرعة الدوران الذي يسمح له بحساب موقعه الجديد مقارنة بالموقع السابق.
وباستخدام هذه المعلومات، يمكن لـ Hyperion حساب مكان وجود الشمس وتوجيه الألواح الشمسية باستمرار في الاتجاه والزاوية الصحيحة. ومن خلال مقارنة موقعه بموقع الشمس، يمكنه حساب المكان الذي يجب أن تقع فيه ظلال التلال والجبال. باستخدام هذه المعلومات، تقوم Hyperion ببناء المسار الأمثل لتجنب العقبات
والظلال.
يتحرك هايبريون باستخدام طريقة تعرف باسم "الملاحة المتزامنة مع الشمس"، وهدفه هو مواصلة التحرك للبقاء في ضوء الشمس. ووفقا للباحثين، فإن الروبوتات التي تعمل عند خط عرض وسرعة مناسبين على سطح الكوكب ستكون قادرة على متابعة الشمس بحيث لا تغرق أبدا تحت الأفق وستستمر في تزويدها بالطاقة المستمرة. ووفقا للباحثين، في بعض المهام، على الكواكب التي تتميز بالأيام الحارة والليالي المتجمدة، سيتمكن المستكشفون الآليون من متابعة شروق الشمس والبقاء في المنطقة الأكثر اعتدالا بين درجات الحرارة القصوى.
وسيقود الدكتور ديفيد ويترغرين، باحث الروبوتات في جامعة كارنيجي ميلون وأحد مديري المشروع، فريقًا من سبعة خبراء من جامعة كارنيجي ميلون. وفي 10 يوليو/تموز، سيبدأ الباحثون تجربة ستستمر حوالي أسبوعين في جزيرة ديفون، وهي منطقة غير مأهولة فوق الدائرة القطبية الشمالية، وتقع في الأراضي الكندية. يوجد في الجزيرة حفرة هوتون - وهو منخفض يبلغ عرضه حوالي 20 كيلومترًا وقد تم إنشاؤه قبل حوالي 23 مليون سنة بسبب اصطدام نيزك. وتعتبر المنطقة المسطحة والصخرية القريبة من الحفرة والتي تتميز بأحوال باردة وجافة، هي أقرب ما يكون على الأرض إلى الظروف على المريخ. في شهر يوليو، تعتبر منطقة الحفرة مثالية لتجربة هايبريون - عندما تدور الشمس فوق الأفق لمدة 24 ساعة
في يوم
وفقًا لملفين مونتيمارلو، مدير برنامج الروبوتات في مكتب علوم الفضاء التابع لإدارة الطيران والفضاء الأمريكية، "هناك سبب مزدوج لتطوير الروبوتات البحثية. وبما أنهم دائمًا في الشمس، فإنهم لا يحتاجون أبدًا إلى الدخول في وضع "النوم"، وبالتالي فإن العائد العلمي لكل دولار يكون أكبر. ثانيًا، بما أنك لا تحتاج إلى تقليل كمية الطاقة التي يستخدمها الروبوت في الليل، فلا داعي للقلق بشأن كيفية اجتيازه الليل البارد أو كيف سيبدأ العمل مرة أخرى عندما تشرق الشمس.
