Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Space Technologies, показывает, что планетарные миссии можно ускорить, если дать роботам больше самостоятельности. Сегодня марсоходы работают медленно и осторожно. Причина проста — сигнал с Земли до Марса идет от 4 до 22 минут, а передача данных ограничена.
Из-за этого ученые заранее планируют почти каждое действие, а сами аппараты двигаются аккуратно и медленно, проходя за день лишь сотни метров. В итоге исследуется лишь небольшая область вокруг места посадки.
Робот, который действует сам
Команда под руководством Габриэлы Лигезы из Европейского космического агентства предложила другой подход. Вместо постоянного контроля с Земли робот получает задачу и сам последовательно изучает несколько объектов.
Идея проста. Вместо того чтобы долго анализировать один камень под контролем ученых, робот может быстро перемещаться между разными точками и проводить измерения самостоятельно.
Задача исследования заключалась в проверке, сможет ли такой аппарат с относительно простыми инструментами собирать действительно полезные научные данные.
Испытания в «марсианской» среде
Для эксперимента использовали четвероногого робота ANYmal с роботизированной рукой. На ней установили два прибора — микроскопический сканер и рамановский спектрометр. Последний определяет состав вещества по тому, как оно рассеивает свет, что помогает «узнать» минералы.
Испытания прошли в лаборатории «Марслабор» Базельского университета, где воссоздают условия других планет. Там используют аналоги пород, пыль, похожую на реголит, и соответствующее освещение.
Робот сам выбирал цель, подходил к ней, подводил приборы и отправлял данные — изображения и спектры — для анализа.
Что удалось обнаружить
Система успешно распознала разные типы пород, важные для планетологии. Среди них гипс, карбонаты, базальт, а также дунит и анортозит — минералы, которые могут указывать на наличие полезных ресурсов.
Некоторые из них особенно интересны. Например, дунит богат оливином, а анортозит связан с лунной корой. Такие находки помогают понять, из чего состоят планеты и что можно использовать в будущих миссиях.
Быстрее почти в два раза
Исследователи сравнили два сценария — классический, где каждый шаг контролируют люди, и полуавтономный, где робот действует сам.
Разница оказалась заметной. На выполнение задачи с несколькими объектами автономному роботу требовалось от 12 до 23 минут. При ручном управлении аналогичная работа занимала около 41 минуты. При этом качество не пострадало. В одном из тестов робот правильно определил все выбранные образцы.
Такая схема может сильно ускорить будущие миссии. Роботы смогут быстро обследовать большие территории, а ученые будут получать готовые данные и выбирать наиболее интересные точки для детального изучения.
«Мы показали, что даже компактные приборы способны решать полноценные научные задачи», — отмечают авторы работы.
Шаг к новым миссиям
Вывод исследования простой. Не обязательно отправлять на другие планеты сложные и громоздкие лаборатории. Вместо этого можно использовать мобильных роботов, которые быстро «прочесывают» местность и находят важные объекты.
Такие системы особенно важны на фоне планируемых миссий на Луну и Марс. Они помогут быстрее искать ресурсы и возможные следы жизни — то, ради чего и отправляются подобные экспедиции.
Китай готов отправить первого человекоподобного робота в космос
Китай испытал роботов-собак для исследования пещер на Луне
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX