Изучение космического пространства – одна из приоритетных задач в современном мире и мощнейший двигатель науки. Развитие комических технологий позволяет получить больше данных о Вселенной и открывает новые возможности для человечества во многих областях жизни – от транспорта до медицины. Часто технологии, разработанные для использования в космосе, находят применение на Земле. Однако в стране существует нехватка технических специалистов в космической отрасли. Первокурсник электротехнического факультета ПНИПУ Андрей Сырвачев предложил привлечь молодежь в аэрокосмические направления благодаря наглядной популяризации науки и космических технологий. Он создал собственную модель робота-марсохода и провел множество мастер-классов для привлечения школьников и будущих студентов к изучению инженерных наук.
Разработка заняла первое место во всероссийском конкурсе научно-технологических проектов «Большие вызовы» в направлении «Космические технологии». Среди планет Солнечной системы именно Марс больше всего похож на Землю и потому вызывает особый интерес – в первую очередь с точки зрения поиска следов жизни и возможной колонизации в будущем. Тщательно изучив историю исследований Марса, молодой изобретатель-робототехник еще в 11 классе загорелся идей создания марсохода в домашних условиях и разработал собственную концепцию робота.
«Хотелось показать детям и молодежи, что теоретические знания по физике, электронике, информатике можно применять на практике. Для этого я проводил мастер-классы, на которых демонстрировал возможности робота, то, как он двигается и исполняет команды оператора», – рассказывает создатель модели марсохода, Андрей Сырвачев.
Построенный марсоход автономно двигается при помощи веб-камеры, проводит фото- и видеосъемку, отбирает пробу грунта для исследований, измеряет температуру и влажность воздуха, концентрацию газа (метана), передает результаты проведенных измерений на «Землю».
В основе конструкции марсохода – платформа с четырьмя моторредукторами с колесами и драйвером двигателя. В корпусе находятся источники питания (аккумуляторы), манипулятор для забора грунта и множество датчиков: ультразвука (для определения расстояния до объекта), вращения колеса (для измерения скорости и количества градусов поворота колес), температуры, влажности и газа. Управляют роботом микрокомпьютер Raspberry Pi, программу для которого молодой изобретатель написал на языке Python, и микроконтроллер Arduino Mega.
Микрокомпьютер отвечает за машинное зрение и обработку изображения с веб-камеры, а микроконтроллер – за управление датчиками и моторами. Главная отличительная особенность данной модели марсохода – квадрокоптер, умеющий производить автономный взлет и посадку; он запускается со специальной площадки на корпусе робота.
«Прогресс в исследовании Марса напрямую связан с продолжением исследования планеты автономными космическими аппаратами, а использование роботехнических средств для изучения космоса гораздо перспективнее, чем пилотируемая космонавтика», – уверен Андрей Сырвачев.
Как отмечает создатель марсохода, его проект может быть использован как образовательная модель, на его основе можно отрабатывать навыки программирования, мехатроники, работы с электроникой. В дальнейшем он планирует усовершенствовать конструкцию робота: увеличить размеры модели, создать шасси, доработать машинное зрение, чтобы робот умел объезжать препятствия и распознавать объекты, установить гироскоп и датчик скорости ветра.