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PROFUNDIDADX

Explorador termal freático profundo El Deep Phreatic Thermal Explorer ( DEPTHX ) es un vehículo submarino autónomo diseñado y construido por Stone Aerospace , una empresa de ing...

Explorador termal freático profundo

El Deep Phreatic Thermal Explorer ( DEPTHX ) es un vehículo submarino autónomo diseñado y construido por Stone Aerospace , una empresa de ingeniería aeroespacial con sede en Austin , Texas . Fue diseñado para explorar y mapear de forma autónoma los sumideros submarinos en el norte de México, así como para recolectar muestras de agua y núcleos de paredes. Esto podría lograrse mediante una forma autónoma de navegación conocida como A-Navigation. [ aclaración necesaria ] El vehículo DEPTHX fue el primero de tres vehículos que construiría Stone Aerospace y que fueron financiados por la NASA con el objetivo de desarrollar tecnología que pueda explorar los océanos de la luna Europa de Júpiter para buscar vida extraterrestre . [1] [2] [3]

DEPTHX fue un proyecto colaborativo en el que Stone Aerospace fue el investigador principal . Entre los coinvestigadores se encontraban la Universidad Carnegie Mellon , responsable del software de navegación y guía, el Instituto de Investigación del Suroeste , que construyó la carga útil científica del vehículo , y científicos investigadores de la Universidad de Texas en Austin , la Escuela de Minas de Colorado y el Centro de Investigación Ames de la NASA . [4]

Historia

El robot DEPTHX desciende hasta La Pilita, uno de los numerosos sumideros llenos de agua del Sistema Zacatón (en el noreste de México). Fotografía de Marc Airhart, Escuela de Geociencias de Jackson , marzo de 2007.

En 1999, Bill Stone había participado en un proyecto de prospección submarina en Wakulla Springs , Florida . Para ese proyecto, Stone había ideado un mapeador de pared digital que era impulsado por un vehículo de propulsión de buzos y dirigido por buzos, que fue diseñado para crear un mapa 3-D de Wakulla Springs utilizando una serie de sonares, así como un conjunto de otros sensores sofisticados. [2] [5] El éxito de este proyecto, el Proyecto Wakulla Springs 2, atrajo el interés del científico planetario Dan Durda del Southwest Research Institute, que deseaba crear una pieza de tecnología similar para explorar los océanos de Europa, pero que pudiera conducirse de forma autónoma. Stone aceptó el desafío y se presentaron varias propuestas de colaboración a la NASA. No fue hasta 2003 que la NASA finalmente financiaría DEPTHX como un proyecto de tres años y 5 millones de dólares. [2]

El vehículo pasó por varios conceptos de diseño diferentes durante los siguientes años, mientras los ingenieros de Stone Aerospace exploraban varias opciones. Los diseños iniciales se centraron en un diseño menos elipsoidal , sin embargo, estos diseños fueron abandonados debido a las preocupaciones de que esa forma sería difícil de maniobrar para salir de los espacios potencialmente estrechos que podría encontrar durante la exploración de territorio desconocido. También fue durante este tiempo que el equipo de DEPTHX realizó una campaña de campo en el Cenote Zacatón utilizando una sonda de caída para adquirir algunos datos iniciales para el equipo de software, lo que a su vez contribuyó a los cambios generales de diseño. El diseño final se decidió en 2006, momento en el que comenzó la construcción del vehículo. [6] [7]

El vehículo completo tenía unos 2,1 m de diámetro y pesaba unos 1500 kg. Tenía sistemas de navegación redundantes que incluían 54 sonares, una unidad de medición inercial , un registrador de velocidad Doppler , así como medidores de profundidad y acelerómetros . Los sistemas de propulsión también eran redundantes, contando con seis propulsores y dos pilas de baterías equivalentes. Estaba equipado con un sistema de flotabilidad variable y, finalmente, con la carga útil científica que incluía la capacidad de tomar muestras de agua y núcleos sólidos para su posterior análisis, así como un microscopio a bordo para analizar muestras de agua en tiempo real. [1] [8]

Logros

Durante el despliegue de DEPTHX 2007, el vehículo pudo crear mapas 3D de cuatro cenotes en Sistema Zacatón en Tamaulipas , México . Este fue el primer sistema autónomo en explorar y mapear una caverna . El mapeo del cenote Zacatón fue particularmente notable porque su profundidad era previamente desconocida, ya que los buzos humanos no habían tenido éxito en los intentos de llegar al fondo. DEPTHX creó el primer mapa del fondo de Zacatón, que tiene una profundidad de más de 1,000 pies [300 m]. [9] DEPTHX fue el primer sistema robótico de cualquier tipo en implementar localización y mapeo simultáneos tridimensionales (SLAM). También fue el primer sistema de este tipo en tomar sus propias decisiones sobre dónde y cómo recolectar muestras. [10] A partir de estas muestras, se descubrieron al menos tres nuevas divisiones de bacterias. [11]


El éxito de la misión DEPTHX condujo a la financiación del proyecto ENDURANCE , que reutilizó el armazón y varios sistemas del DEPTHX, pero fue reconfigurado considerablemente para las necesidades del entorno antártico . [2]

Cronología del trabajo de campo

  • 25 al 27 de enero de 2007: El equipo DEPTHX comienza a estudiar el sumidero lleno de agua más profundo del mundo, el cenote Zacatón. [12] [13]
  • 4 al 10 de febrero de 2007: operaciones de campo en La Pilita, uno de los sumideros del Sistema Zacatón. DEPTHX lleva a cabo misiones autónomas prolongadas para mapear el área y recolectar datos científicos. [12] [14]
  • Marzo 2007 – Continúan los trabajos de campo en La Pilita. [15] [16]
  • Mayo de 2007 - El DEPTHX se baja por primera vez a Zacatón y mapea el fondo por primera vez. Se demuestra la tecnología SLAM tridimensional, se recogen muestras microbiológicas y se demuestra el funcionamiento autónomo. [17] [18]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Vlahos, James (1 de febrero de 2007). "Submarinos robóticos en el espacio". Ciencia popular .
  2. ^ abcd Kumagai, Jean (1 de septiembre de 2007). "Nadando hacia Europa". IEEE Spectrum .
  3. ^ Taylor, Michael Ray (19 de abril de 2012). "Los criobots podrían perforar lunas heladas con energía láser de fibra óptica a distancia". Wired .
  4. ^ "Acerca del proyecto DEPTHX". Centro de Robótica de Campo Carnegie Mellon . Consultado el 26 de abril de 2012 .
  5. ^ Tecnología Wakulla 2. Equipo de espeleología profunda de EE. UU. Recuperado el 27 de abril de 2012.
  6. ^ Historia de Stone Aerospace. Stone Aerospace. Consultado el 28 de abril de 2012.
  7. ^ Noticias: Campaña de campo Zacaton 1 Archivado el 12 de septiembre de 2012 en archive.today . Stone Aerospace. Consultado el 28 de abril de 2012.
  8. ^ DEPTHX (DEep Phreatic THermal eXplorer) Archivado el 22 de noviembre de 2015 en los Archivos web de la Biblioteca del Congreso . Stone Aerospace. Consultado el 26 de abril de 2012.
  9. ^ "Sistema Zacatón". Wondermondo . 3 de julio de 2010 . Consultado el 26 de abril de 2012 .
  10. ^ DEPTHX (DEep Phreatic THermal eXplorer) Archivado el 22 de noviembre de 2015 en los Archivos web de la Biblioteca del Congreso . Stone Aerospace. Consultado el 28 de abril de 2012.
  11. ^ Sahl, Jason W.; Gary, Marcus O.; Harris, J. Kirk; Spear, John R. (2011). "Un análisis molecular comparativo de sumideros de piedra caliza llenos de agua en el noreste de México". Microbiología ambiental . 13 (1): 226–240. Bibcode :2011EnvMi..13..226S. doi :10.1111/j.1462-2920.2010.02324.x. ISSN  1462-2912. PMID  20738374.
  12. ^ ab DEPTHX: Zacaton - Misión 1 Archivado el 5 de enero de 2013 en archive.today . Stone Aerospace. Enero/febrero de 2007.
  13. ^ Notas de campo de DEPTHX Archivado el 21 de agosto de 2008 en Wayback Machine . Universidad Carnegie Mellon. Enero de 2007.
  14. ^ Notas de campo de DEPTHX Archivado el 28 de agosto de 2008 en Wayback Machine . Universidad Carnegie Mellon. Febrero de 2007.
  15. ^ DEPTHX: Zacaton - Misión 2 Archivado el 12 de septiembre de 2012 en archive.today . Stone Aerospace. Marzo de 2007.
  16. ^ Notas de campo de DEPTHX Archivado el 12 de octubre de 2008 en Wayback Machine . Universidad Carnegie Mellon. Marzo de 2007.
  17. ^ DEPTHX: Zacaton - Misión 3 Archivado el 3 de febrero de 2013 en archive.today . Stone Aerospace. Mayo de 2007.
  18. ^ Notas de campo de DEPTHX Archivado el 5 de septiembre de 2008 en Wayback Machine . Universidad Carnegie Mellon. Mayo de 2007
  • Charla TED - Bill Stone: Explorando cuevas profundas (y algún día la luna) Bill Stone analiza varios temas, pero en particular los descubrimientos de DEPTHX
  • DEPTHX: Zacaton - Comienza la Misión 1 Notas de campo diarias del equipo DEPTHX
  • DEPTHX en el Centro de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon Responsable del software que controla la navegación, el mapeo y la toma de decisiones autónoma
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