L’esplorazione lunare, così come le future missioni planetarie, necessiteranno di tecnologie in grado di operare a temperature molto basse. In vista delle future missioni Artemis sul polo sud lunare, la NASA sta ora sviluppando un braccio robotico espressamente pensato per operare alle basse temperature, fino a -173 gradi Celsius, chiamato COLDarm ( Cold Operable Lunar Deployable Arm ). Una volta testato con successo sulla Luna, tale braccio robotico sarà utilizzabile anche per le future missioni su Marte.

Si tratta di un braccio di circa 2 metri ed equipaggiato con due fotocamere in grado di mappare in 3D la superficie lunare. Esso avrà a bordo lo stesso sensore ottico (all’interno di una fotocamera a colori con risoluzione di 13 megapixel) utilizzato sull’elicottero Ingenuity nella missione Mars Sample Return. Sull’estremità del braccio robotico, ci saranno vari piccoli strumenti scientifici tra cui una speciale paletta in titanio, stampata in 3D, per collezionare campioni di suolo lunare. Come nel caso del braccio robotico presente sul lander marziano InSight, COLDarm potrà rilasciare gli strumenti sul suolo del satellite o del pianeta esplorato.

Secondo gli ingegneri del JPL, COLDarm potrebbe operare a bordo di un lander spedito in un mondo oceanico ghiacciato come Europa, la luna di Giove. In un caso come questo, l’assenza di radiatori per riscaldare il braccio porterebbe anche un ulteriore vantaggio. Infatti, il esso potrebbe raccogliere materiali volatili senza influire sulla temperatura di tali campioni. Ciò in aggiunta alla possibilità di risparmiare circa due ore di tempo e fino al 30% del budget energetico giornaliero di una missione come quella di Perseverance su Marte.

Perché COLDarm è così speciale?

Innanzitutto, il braccio utilizza ingranaggi in “vetro metallico”. Si tratta di una classe di materiali solidi non-cristallini, comprendente i metalli amorfi. In questo modo, la struttura risulta più resistente della ceramica e due volte più “robusta” dell’acciaio, ma con proprietà elastiche non indifferenti.

Inoltre, questo materiale non ha bisogno di lubrificazione né riscaldamento degli ingranaggi. Oltre ad una serie di sensori in grado di dare feedback al braccio robotico durante ogni movimento sul campo, COLDarm utilizzerà anche un processore. Esso è molto simile a quelli utilizzati ora negli smartphone e dai software di volo, e prende il nome di F Prime.

Come per Ingenuity, COLDarm potrà operare in modo del tutto autonomo, eseguendo compiti e raccogliendo immagini e dati senza l’input da parte degli ingegneri del JPL sulla Terra. Lo scorso dicembre, COLDarm è stato testato dagli ingegneri del JPL nella raccolta di materiale simile alla regolite lunare.

Il test si è rivelato un successo, pertanto ora COLDarm si trova in una fase avanzata di test in cui vengono simulate condizioni durante le missioni planetarie a temperature molto rigide. Se tutto andrà bene, il lancio vero e proprio di questo braccio robotico a bordo di una missione verrà pianificato per la fine del decennio.