При изучении других планет космические аппараты и зонды сталкиваются с фундаментальной силой, которую многие из нас на Земле считают само собой разумеющейся - гравитацией или притяжением. Но когда речь заходит про исследование небольших небесных тел, в большинстве случаев вездеходы не обладают достаточной тяжестью, чтобы удержаться на их поверхности. Космические агентства конечно же не заинтересованы в том, чтобы из-за небольшой ошибки был утерян многомиллионный робот в бесконечном космическом вакууме, поэтому инженеры разрабатывают роботов, которые способны самостоятельно преодолевать трудности, присущие среде с нулевой гравитацией. SpaceHopper может стать одним из таких роботов.
Два с половиной года назад студенты старших курсов Цюрихской высшей технической школы запустили исследовательский проект SpaceHopper, который с тех пор прошел стадию проектирования и привлек в свою команду пять магистрантов и одного докторанта. Конечной целью проекта стал робот весом 5,2 кг, который имеет алюминиевый корпус треугольной формы, а его длина составляет примерно 24 см. Внутри корпуса находится специальная плата распределения питания, микроконтроллер, внутренний датчик температуры, три лазерных датчика измерения времени пролета, Nvidia Jetson Nano и три контроллера двигателей Maxon. Эти контроллеры соединяются с ножками на каждом кончике треугольника.
Космическая среда с нулевой гравитацией технически полностью не лишена гравитации, а скорее имеет настолько слабую гравитацию, что по сравнению с Землёй и другими крупными телами её можно считать нулевой. Это означает, что даже у небольших объектов есть достаточная гравитация, чтобы помочь роботу SpaceHopper удержаться на поверхности на которой ему приходится прыгать, даже если для этого ему приходится выполнять несколько неуклюжих движений ногами. Когда SpaceHopper перемещается, он использует свои лазерные датчики для определения расстояния до твердой поверхности, затем вращает ногами, пока снова не коснется ее. Результатом является успешное, хоть и немного хаотичное, "нулево-гравитационное" передвижение по поверхности объекта.
Команда SpaceHopper протестировала своего робота в искусственной среде с нулевой гравитацией, созданной Европейским космическим агентством (EКA). Их параболический полёт имитировал гравитацию, существующую на Церере, карликовой планете в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Гравитация Цереры (0,029G) ничтожна по сравнению с земной (1G), но SpaceHopper удалось совершить до 15 прыжков, после чего потребовалось вмешательство человека-оператора.
Однако для космических миссий SpaceHopper пока еще не готов. В предварительной статье, опубликованной на сайте arXiv, команда отмечает, что робот не защищен от радиации и требует дополнительной теплоизоляции для выживания в космосе. В настоящее время SpaceHopper также полагается на внешнюю систему захвата движения, а это означает, что он не сможет отправиться в свою первую миссию, пока не получит внутреннюю систему оценки состояния для постоянного отслеживания положения и скорости во время движения. Тем не менее, SpaceHopper является важным шагом к реальному исследованию малых небесных тел, которые до сих пор оставались практически недоступными. С его помощью учёные смогут изучать состав и геологию этих объектов, а также искать признаки жизни. SpaceHopper может стать первопроходцем в новой эре космических исследований, открывая новые миры для изучения.