–оботы-землекопы почист€т Ћуну к возвращению людей





–оботы-землекопы почист€т Ћуну к возвращению людей
ѕосылать роботов на Ћуну человечеству не в диковинку. Ќо вот отправл€ть их дл€ обустройства нашего спутника в преддверии высадки людей Ц никому ещЄ не доводилось (иллюстраци€ Astrobotic Technology).

Ќикакие кризисы не мешают люд€м мечтать о далЄких цел€х. Ќапример о возведении лунной базы. Ќо прежде чем она гостеприимно распахнЄт свои двери дл€ первых поселенцев, саму площадку под неЄ необходимо особым образом подготовить. Ёто могли бы сделать маленькие роботы, посланные на место заранее.  онцепци€ такой строительной команды была обнародована на дн€х.

јмериканска€ компани€ Astrobotic Technology при содействии университета  арнеги-ћеллона (CMU) провела по заказу NASA исследование, в котором просчитала оптимальный вариант роботов дл€ оборудовани€ посадочной площадки на месте будущей лунной базы.

«адача эта не столь уж проста, как кажетс€, ведь небольшим машинкам предстоит переместить 1200 тонн реголита, причЄм управитьс€ за несколько мес€цев. «ачем это нужно — мы сейчас посмотрим.

¬верху: ќлдрин в "Ѕазе —покойстви€". Ќа врем€ пребывани€ астронавтов на Ћуне их место работы вполне можно было назвать маленьким лагерем. Ќо базы будущего (внизу) должны раскинутьс€ на гектары, а работать будут на посто€нной основе (фото и иллюстрации NASA).


¬верху: ќлдрин в "Ѕазе —покойстви€". Ќа врем€ пребывани€ астронавтов на Ћуне их место работы вполне можно было назвать маленьким лагерем. Ќо базы будущего (внизу) должны раскинутьс€ на гектары, а работать будут на посто€нной основе (фото и иллюстрации NASA).

»так, открываем наш виртуальный справочник. NASA детально проработало новую схему лунных экспедиций (отличную от той, что примен€лась 40 лет назад), сделало краеугольным камнем новых миссий возведение посто€нной базы и подробно расписало план тестов и первых рейсов новых космических кораблей и ракет-носителей, создаваемых далеко не только дл€ лунных во€жей. NASA экспериментирует с пилотируемыми луноходами и целыми комплексами машин.

ѕродумано многое. Ќо на этом пути имеетс€ ещЄ немало нерешЄнных проблем. » одна из главных Ц вредна€ пыль. ≈Є мельчайшие частички с острыми гран€ми представл€ют собой насто€щее бедствие: пылева€ коррози€ ставит под угрозу технику, а уж какое непри€тное воздействие лунна€ пыль оказывает на человека (если просочитс€ при пользовании шлюзами в герметичные помещени€), и говорить нечего.

ј ведь есть ещЄ одно обсто€тельство, способное усилить этот негативный фактор. ƒело в том, что дл€ эффективной работы базы необходимо, чтобы посадочные ступени с аппаратами поддержки (вода, грузы, топливо) регул€рно садились в непосредственной близости от построек, дабы не везти всЄ это добро ещЄ за сотни или тыс€чи метров.

Ћунным экскаваторам найдЄтс€ работа и до прибыти€ "основных сил", и после постройки базы тоже (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).


Ћунным экскаваторам найдЄтс€ работа и до прибыти€ "основных сил", и после постройки базы тоже (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

Ќо при каждом прилунении струи ракетных движков будут выбивать из сло€ реголита новые порции опасных частиц, которые при отсутствии атмосферы будут обстреливать окружающие предметы, словно мощна€ пескоструйка.

„тобы этого не происходило, нужно обработать посадочную зону так, чтобы на ней не было "лунного песка", — заменить его слоем мелких камней или как-то сплавить.

Ћибо нужно возвести вокруг посадочной площадки полукруглый бруствер со стороны базы, который отражал бы потоки газов и лунной пыли вверх, защища€ тем самым постройки.

ќбщий вид базы, защищЄнной насып€ми от потоков, поднимаемых сад€щимис€ и взлетающими ракетными модул€ми (иллюстраци€ Mueller and King, Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
ќбщий вид базы, защищЄнной насып€ми от потоков, поднимаемых сад€щимис€ и взлетающими ракетными модул€ми (иллюстраци€ Mueller and King, Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

јстронавты, побывавшие на Ћуне, конечно, пробовали копать реголит и даже обрабатывать его грабл€ми.

ѕравда, последнюю операцию они проводили дл€ поиска спр€танных в толще пыли камушков, которые могли бы представл€ть интерес дл€ исследователей на «емле.

Ќасто€щие лунные грабли и результат их действи€. ¬низу: современный опыт с вытаскиванием камней, скрытых в рыхлом грунте (иллюстрации NASA, Astrobotic Technology).
Ќасто€щие лунные грабли и результат их действи€. ¬низу: современный опыт с вытаскиванием камней, скрытых в рыхлом грунте (иллюстрации NASA, Astrobotic Technology).

Ќо если мы хотим насобирать побольше местного грави€ дл€ засыпки посадочной зоны, нам придЄтс€ построить машины, способные "бороновать" Ћуну на очень приличной площади, да ещЄ и мес€цами. Ѕолее реальным выгл€дит вариант с защитной насыпью. “ак или иначе, необходимо убедитьс€, что роботам такое строительство под силу.

» тут уж у специалистов американского космического агентства было немало резонов обратитьс€ к Astrobotic Technology.

¬озглавл€ет эту фирму доктор ”иль€м ”айттекер (William "Red" Whittaker), основатель исследовательского центра автономных полевых роботов университета  арнеги-ћеллона (Field Robotics Center), триумфатор гонки автомобилей-роботов и лидер проекта по отправке первого частного лунохода на место посадки Apollo 11.  роме того, ”ил Ц локомотив, упорно т€нущий свою команду к лакомой цели — победе в соревновании Google Lunar X PRIZE.

”иль€м ”айттекер и луноход Red Rover (второй прототип) на полигоне компании.<br></br>Ћюбопытно, что за точность высадки этого аппарата на место, где находитс€ легендарный модуль Eagle, будет отвечать система от компании Raytheon, заимствованна€ у еЄ противоспутниковой ракеты. ѕосле перелЄта по трассе «емл€-Ћуна электронные мозги (свер€€ наблюдаемый ландшафт с ранее сделанными снимками —елены) должны уложить св€зку Artemis Lander/Red Rover в эллипс со сторонами 300 х 1000 метров (фото John Fleck).
”иль€м ”айттекер и луноход Red Rover (второй прототип) на полигоне компании.

Ћюбопытно, что за точность высадки этого аппарата на место, где находитс€ легендарный модуль Eagle, будет отвечать система от компании Raytheon, заимствованна€ у еЄ противоспутниковой ракеты. ѕосле перелЄта по трассе «емл€-Ћуна электронные мозги (свер€€ наблюдаемый ландшафт с ранее сделанными снимками —елены) должны уложить св€зку Artemis Lander/Red Rover в эллипс со сторонами 300 х 1000 метров (фото John Fleck).

Ќебольшим лунным бульдозерам предстоит выполнить т€жЄлую работу практически в автономном режиме, а именно на таких умных и выносливых аппаратах ”айттекер, что называетс€, собаку съЄл.   слову, 6 феврал€ этого года американска€ Ќациональна€ инженерна€ академи€ (NAE) избрала ”иль€ма своим членом, в знак признани€ его заслуг на поприще робототехники.

¬ернЄмс€, однако, на Ћуну. «абрасывать на неЄ команду из дес€тков больших "землекопов" было бы слишком накладно. Ќо Astrobotic набросала эскизы скромных таких машинок весом всего в 150 килограммов и показала, что пара таких роботов сможет за 152 дн€ возвести насыпь в виде полукруга диаметром 50 метров при высоте этого бруствера в 2,6 метра.

ѕоначалу инженеры придумали совсем простые машины, комбинацию гусеничного шасси и большого "совка", который служил бы и инструментом дл€ рыть€ реголита, и Ємкостью дл€ его транспортировки с места на место одновременно.

ѕервый вариант лунного бульдозера от Astrobotic (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
ѕервый вариант лунного бульдозера от Astrobotic (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

—корость таких букашек составит 15 сантиметров в секунду. √рузоподъЄмность этого варианта бульдозера достигает 4% от веса пустой машины. –аботать аппараты должны практически посто€нно, с перерывами на заправку аккумул€торов, дл€ чего будут наведыватьс€ на специальную зар€дную станцию. » 3/4 времени они должны тратить именно на транспортные работы.

ѕростой вариант предусматривает и простое управление, и простой алгоритм работ. Ќо, увы, пара таких машин возвела бы одну насыпь только за 1170 дней. Ёто слишком много. ј ведь на роботов намечаетс€ возложить и другие земл€ные работы на месте будущей базы. ќни могли бы разровн€ть дорожки, убрать мешающие валуны, вырыть траншеи дл€ размещени€ оборудовани€, возвести радиационные защитные насыпи дл€ укрыти€ жилых отсеков и так далее.  огда они всЄ это успеют?

ѕотому команда ”айттекера пошла на усложнение своих роботов — помимо бульдозерного ножа на них решили поставить самосвальный кузов, в который реголит пересыпалс€ бы из переднего ковша.

¬торой робот.  стати, предполагаетс€, что дл€ управлени€ им будет использовано сочетание команд с «емли (режим дистанционного пилотировани€) с автономным выполнением заданий под "надзором" искусственного интеллекта на борту машины (иллюстрации Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
¬торой робот.  стати, предполагаетс€, что дл€ управлени€ им будет использовано сочетание команд с «емли (режим дистанционного пилотировани€) с автономным выполнением заданий под "надзором" искусственного интеллекта на борту машины (иллюстрации Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

¬ таком варианте грузоподъЄмность гусеничных машинок подн€лась до 30% от веса пустой конструкции, что и сократило врем€ строительства насыпи до тех самых 5 мес€цев.

–ежим виброукладчика показан дл€ варианта робота без самосвального кузова (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

–ежим виброукладчика показан дл€ варианта робота без самосвального кузова (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

ј чтобы насыпь получалась более прочной, авторы проекта придумали трюк, превращающим робота-копател€ в виброукладчик. Ќасыпав очередную порцию грунта, аппарат должен перевернутьс€, опира€сь на ковш, и немного "попрыгать" на лунном песке.

≈щЄ лучше, рассудили в Astrobotic, если специальные машины будут просеивать реголит в поисках небольших (до 15 сантиметров) камней и грави€, которые можно было бы выкладывать на площадке или на стенах бруствера дл€ выравнивани€ и укреплени€ последних.

≈динственное, что пока не€сно: сколько такого стройматериала можно насобирать в окрестност€х будущей базы. Ќе исключено, что роботам потребуетс€ проехать сотни, а то и тыс€чи километров в поисках желаемых каменюк.

“ут также есть выход: нечто вроде бороны с устройством улавливани€ камней могли бы т€нуть за собой те же самые бульдозеры-самосвалы, пока будут копать лунную пыль дл€ возведени€ огромной насыпи.

“ак робот-бульдозер должен т€нуть за собой "борону" (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
“ак робот-бульдозер должен т€нуть за собой "борону" (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

¬ообще же применение каменной кладки может быть хорошим дополнением к возведению бруствера, способным снизить требовани€ к его объЄму, а значит — ускорить работы.

“аков план Astrobotic Technology. Ќо это не единственный вариант обработки реголита на месте будущей базы.   примеру, ранее специалисты высказывали предположение, что команда роботов-микроволновок могла бы расплавить тонкий верхний слой пыли, превратив его в нечто вроде стекла и тем самым предотвратив подъЄм опасных частиц "в воздух" во врем€ работ на базе и прибыти€ ракет.

Ќеобходимо ещЄ оценить, сколько энергии может уйти на такое разглаживание местности.

ƒополнительна€ масса и сложность, которые добавл€ютс€ при монтаже небольшого самосвального кузова, оправдываютс€ ускорением работ, Ц сообщает компани€. ј если на месте базы высадить четыре-шесть таких машин Ц дело пойдЄт куда веселее (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
ƒополнительна€ масса и сложность, которые добавл€ютс€ при монтаже небольшого самосвального кузова, оправдываютс€ ускорением работ, Ц сообщает компани€. ј если на месте базы высадить четыре-шесть таких машин Ц дело пойдЄт куда веселее (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

— другой стороны, и земл€ные работы силами нескольких роботов-бульдозеров также могут оказатьс€ куда более сложными и затратными, нежели рисуетс€ в набросках.

“ак, в 2007 году на первом соревновании лунных экскаваторов ни один робот не смог выполнить требовани€ NASA, хот€ копались они в "песочнице" (правда, с близкой имитацией реголита, а не с песком внутри).

Astrobotic Technology смотрит на всЄ это с оптимизмом. ≈Є концепци€ — ещЄ не рабочий проект, но уже пон€тно, что учЄные и инженеры могут создать таких роботов.  омпани€ предложила NASA, чтобы подготовку лунной базы доверили частной космической отрасли (намЄк €сен).

√л€д€ на копошащихс€ в лунной пыли жЄлтых роботов, поневоле вспоминаешь трогательного труд€гу WALL•E, оставленного людьми дл€ разбора гор мусора (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
√л€д€ на копошащихс€ в лунной пыли жЄлтых роботов, поневоле вспоминаешь трогательного труд€гу WALL•E, оставленного людьми дл€ разбора гор мусора (иллюстраци€ Astrobotic Technology/Mark Maxwell).

» у фирмы есть все основани€ подключитьс€ к такой работе.

ƒл€ того чтобы выбрать наиболее удачную стратегию строительства защитных сооружений, нужно не просто подобрать правильное место дл€ базы, но и изучить местность детальнее, узнать об имеющемс€ там грунте, о распределении и размерах камней, их "сплочЄнности", механических свойствах реголита и так далее.

ј Astrobotic уже добровольно вз€ла на себ€ такую инициативу: в еЄ планах посылка на —елену нескольких посадочных зондов и луноходов, в том числе — в очень интересующий NASA кратер Ўеклтона (Shackleton) на южном полюсе.

ћожет, рвение частной компании будет по достоинству оценено после первого еЄ успеха? ∆дать осталось не так уж долго: Astrobotic планирует высадить на Ћуне свой первый луноход в декабре 2010 года.


 лючевые слова:
Astrobotic
Technology
роботов
иллюстраци€
Maxwell
работы
реголита
компании
вариант
машины
камней
будущей
могли
Rover
”айттекер
реголит
насыпь
луноход
”иль€м
бруствера
¬оенные-роботы
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

¬оенные боевые роботы


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.