Лаборатория реактивного движения NASA создала автономного робота-змея Exobiology Extant Life Surveyor (EELS), предназначенного для исследования экстремальных внеземных территорий. Специальная силовая система поможет «змею» побывать в местах, куда раньше не мог добраться ни один из космических аппаратов.
Когда в конце 2000-х годов миссия «Кассини» прислала изображение Энцелада – одного из 83 спутников Сатурна – ученые обнаружили, что он активный и скрывает под своей ледяной корой соленый океан. Уникальность спутника состоит в том, что он непрерывно распыляет в космос клубы ледяных частиц, смешанных с водой и простыми химическими органическими веществами. Возможность исследования этих гейзеров и отверстий, из которых они выходят, и побудила NASA к разработке EELS.
Прототип робота-змея начали создавать в 2019 году, а с 2022-го команда ежемесячно проводит полевые испытания системы для усовершенствования аппаратного и программного обеспечения.
Длина текущей итерации EELS – 4 метра, а вес – около 100 кг. Робот состоит из 10 сегментов, которые вращаются с помощью специальных винтов. Разработчики испытывали систему на разных местностях: на горнолыжном курорте в Южной Калифорнии, на крытом ледовом катке и в песчаной местности. Для неровных поверхностей применяли напечатанные на 3D-принтере пластиковые винты, а для льда – более острые металлические системы.
«Мы руководствуемся иной философией для разработки роботов, чем для традиционных космических аппаратов. Есть десятки учебников о том, как сконструировать четырехколесное транспортное средство, и нет ни одного – о том, как сконструировать автономного робота-змея, который мог бы исследовать места, в которых до этого не бывала ни одна миссия. Мы должны написать свой», – сказал Хиро Оно, главный исследователь Лаборатории реактивного движения NASA.
Учитывая задержку связи между Землей и глубоким космосом, EELS должен работать автономно и иметь возможность восстановиться при проблемах, не рассчитывая на помощь человека. Для этого «змей» использует четыре пары стереокамер и LiDAR (Light Detection and Ranging), с помощью которых создает 3D-карту окружающей среды.
В прошлом году для проверки картографических возможностей EELS команда поместила часть робота, содержащую камеры и LiDAR, в вертикальную шахту на леднике Атабаска в канадских Скалистых горах. В сентябре они вернутся на ледник, чтобы проверить как «змей» справился с заданием.
Финальная версия EELS будет иметь 48 маленьких приводов, которые обеспечат большую гибкость. В некоторых будут находиться встроенные датчики силы и крутящего момента, которые позволят работу «ощутить», какое давление он оказывает на местность. Это поможет «змею» перемещаться по неровным поверхностям в узких пространствах.
После проверки автономных возможностей и мобильности EELS команда приступит к внедрению научных инструментов.
«Со временем мы рассмотрим, какие научные инструменты можно интегрировать с EELS. Ученые рассказывают нам, куда они хотят попасть, что их больше всего волнует, и мы предоставим им для этого робота», — сказал Мэтью Робинсон, руководитель проекта EELS.
Адаптированный робот кроме Энцелада сможет, например, исследовать полярные шапки Марса или глубокие ледяные ущелья Земли. Ученые надеются, что «змей» будет готов к осени следующего года, однако придется ждать десятилетия, пока аппарат высадится на спутнике Сатурна.
Источник: NASA/JPL