Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) создала самоходную автономную роботизированную змею, предназначенную для исследования экстремальной внеземной местности.
Роботизированная змея называется Exobiology Extant Life Surveyor (EELS, по-английски "угри"). Её предназначение - искать жизнь в глубинах ледяной луны Сатурна под названием Энцелад.
Эта первая в своём роде двигательная установка должна будет пробираться по пересечённой местности там, куда раньше не ступала нога человека.
В 2000-х годах, когда космический аппарат «Кассини» отправил на Землю изображения Энцелада, одного из 83 спутников Сатурна, учёные обнаружили, что он активен и скрывает под своей корой солёный океан с жидкой водой
Лишь немногие из известных нам миров обладают подобными особенностями. Что уникально в Энцеладе, так это то, что он постоянно выбрасывает в космос шлейфы ледяных частиц из этого океана, смешанных с водой и простыми органическими химическими веществами.
Исследование этих шлейфов и узких отверстий, из которых они выходят, побудило учёных разработать EELS.
Создание прототипа началось в 2019 году. С 2022 года команда JPL ежемесячно проводит полевые испытания для доработки аппаратного и программного обеспечения робота, чтобы он мог работать автономно.
Текущая версия EELS имеет длину 4 метра и весит около 100 кг. У него 10 одинаковых вращающихся сегментов, которые используют винты для движения.
Команда EELS экспериментировала с различными винтами для использования на разных участках: пластиковые винты, напечатанные на 3D-принтере (для рыхлой поверхности) и более острые металлические винты для льда.
Команда протестировала EELS на заснеженной «площадке для роботов» на горнолыжном курорте в Южной Калифорнии, на крытом катке и на песчаной местности.
"У нас другая философия разработки роботов, чем у традиционных космических кораблей, с множеством быстрых циклов тестирования и исправления, — рассказал Хиро Оно, ведущий исследователь JPL. — Существуют десятки учебников о том, как спроектировать четырёхколёсный транспорт, но нет ни одного учебника о том, как спроектировать автономного робота-змею, чтобы смело идти туда, куда раньше не ступал ни один робот. Мы должны написать свой собственный".
Учитывая расстояние между Землёй и дальним космосом, EELS сможет работать лишь автономно. В трудной ситуации инженеры на Земле попросту не смогут отправить ему необходимые команды по радиосвязи. Соответственно, если он столкнётся с проблемой, он должен быть в состоянии восстановить свою работу самостоятельно, не полагаясь на помощь человека.
Например, ему может понадобится спуститься с отвесной скалы высотой 30 метров и не упасть.
За автономность EELS отвечает четыре пары стереокамер и лидар (для создания трёхмерной карты его окружения).
Лидар определяет дальность до разных объектов, нацеливаясь на поверхность или объект с помощью лазера и измеряя время, необходимое для того, чтобы отраженный свет вернулся к приёмнику.
EELS использует эту информацию для создания навигационных алгоритмов, чтобы ему было легче преодолевать сложные пространства.
Чтобы проверить возможности EELS, в прошлом году команда JPL бросила голову робота — ту часть, которая содержит камеры и лидар — в вертикальную шахту на леднике Атабаска в канадских Скалистых горах. Э
Они планируют вернуться на ледник в сентябре с обновлённой версией EELS, чтобы посмотреть, справляется ли робот-змея с поставленными перед ним задачами.
Окончательная форма EELS будет содержать 48 маленьких двигателей (приводов), которые обеспечат ему большую гибкость.
Многие из них имеют встроенное определение силы и крутящего момента, что позволяет EELS «чувствовать», какое давление он оказывает на местность. Это поможет ему перемещаться по неровным поверхностям в узких местах, как это делает скалолаз, например, отталкиваясь от противоположных стен.
Следующим шагом станет включение в робота необходимых научных инструментов.
"До сих пор наше внимание было сосредоточено на автономных возможностях и мобильности. Позднее мы решим, какие научные инструменты мы можем интегрировать в EELS" , — рассказал Мэтью Робинсон, руководитель проекта EELS.
Учёные хотели бы многое узнать о далёком Энцеладе. Однако конечные решения по инструментарию робота будут принимать его создатели.
Приспособляемость EELS означает, что, помимо Энцелада, робот сможет изучать полярные шапки Марса или глубокие ледяные трещины на нашей собственной планете.
Тем не менее, пройдет некоторое время, прежде чем роботы-змеи будут массово скользить по ландшафту других планет.
Учёные надеются, что робот будет полностью готов к своей миссии к осени 2024 года. Однако космический корабль, который доставит EELS к Энцеладу, будет строиться ещё десятилетие.
На приведённом ниже видео из Лаборатории реактивного движения НАСА показаны испытания EELS в различных условиях.
Мы пишем про достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее.
Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, Twitter*, ВК, Facebook*, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене. Ищите нас по названию "Восемь красных линий".
*запрещены или заблокированы в РФ.
