Одно из таких препятствий положило конец долгой и завершенной миссии марсохода NASA "Дух Марса" (Mars Spirit), который застрял в 2009 году в такой песчаной преграде. Все закончилось тем, что он замерз до смерти на Красной планете.
Колеса Spirit's могли только вращаться, оставляя его застрявшим, но это ограничение не обязательно должно распространяться на будущих роботов-исследователей Марса.
Например, в 2015 году инженеры Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне построили прототип марсохода для проекта агентства по исследованию Луны "Поисковик ресурсов". Этот робот весом 660 фунтов (300 килограммов), названный Resource Prospector 15 (RP15), мог поднимать и чистить свои четыре колеса, что позволяло ему ползти, когда одной только прокатки было недостаточно.
Проект "Старатель ресурсов" был отменен в 2018 году. Но команда исследователей из АО и Технологического института штата Джорджия (Технологический институт штата Джорджия) недавно по-новому взглянули на RP15 и его новые локомоторные стратегии.
Используя 3D-принтеры и имеющиеся в продаже компоненты, инженеры - во главе с Сиддхартом Шриваставой (Siddharth Shrivastava) - построили миниатюрную версию RP15, использующую 12 различных двигателей для привода его четырех колес. Как и его более крупный аналог, этот мини-вездеход был сконструирован таким образом, чтобы он мог ползать или грести, выходя из песчаных ловушек и других липких ситуаций.
"Создавая небольшого робота с возможностями, похожими на RP15, мы могли протестировать принципы маневрирования с различными маневрами в контролируемой лабораторной среде", - сказал в своем заявлении член команды Андрас Карсай, доктор физики в компании Georgia Tech.
"В наших тестах мы, в первую очередь, варьировали походку, среду передвижения и наклон, на который роботу приходилось взбираться", - сказал Карсай. "Мы быстро провели итерацию по многим стратегиям походки и условиям местности, чтобы изучить возникшие явления".
Результаты этих тестов были весьма обнадеживающими, исследователи сообщают о новом исследовании, которое было опубликовано 13 мая.
Например, мини-внедорожник смог подняться по крутому склону, состоящему из семян мака, встав на песок. Передние колеса робота отталкивали семена мака назад, облегчая наклон, с которым приходилось справляться машине. Задние колеса затем нашли твердую землю, извиваясь из стороны в сторону, поднимаясь и вращаясь, в сложном движении, что исследователи сравнивали с греблей в воде. Такой тест с семенами хорошо моделирует поведение нового марсохода в реальных инопланетных условиях.
Команда также взяла RP15 для тестов вращения. прототип проезжал через плоскую, влажную насыпь песка. Прототип имел только три полнофункциональных придатка, а ограничения на испытательном стенде на объекте запрещали RP15 самостоятельно преодолевать наклон. Но результаты этих испытаний подтвердили то, что видели исследователи с мини-тренажером в "Джорджиан Тек", сказали члены команды.
"Такое сочетание подъема и перемещения на колесах, при правильном использовании, дает возможность поддерживать некоторый прогресс в движении вперед, даже если он медленный", - сказал в том же заявлении соавтор исследования Дэн Голдман (Dan Goldman), профессор физики в компании "Джорджия Тек". "Своими лабораторными экспериментами мы продемонстрировали принципы, которые могут привести к повышению устойчивости при исследовании планет - и даже сложных поверхностей на нашей собственной планете".
Исследователи надеются на дальнейшее развитие этой локомоторной стратегии с более крупными роботами. Если такая дальнейшая работа пойдет хорошо, то может пройти не так уж много времени, прежде чем мы увидим ползучих вездеходов на Луне и Марсе - и здесь, на Земле тоже, как отметил Голдман.
"Фундаментальные исследования выявляют противоречащие интуиции принципы и новые подходы к локомоции и гранулированному проникновению в сложную и уступающую местность", - сказал Сэмюэл Стэнтон (Samuel Stanton), программный менеджер отдела исследований армии, который входит в состав армейской исследовательской лаборатории Командования по развитию боевых возможностей армии США. (Научно-исследовательская лаборатория помогла поддержать новые исследования).
"Это может привести к появлению новых, учитывающих особенности местности платформ, способных интеллектуально переключаться между колесным и ножным режимами движения для поддержания высокого операционного темпа", - сказал Стэнтон в том же заявлении.