Роботы плывут на юпитер через мексику и полюс
Прежде, чем робот сможет опуститься на поверхность Европы, спутника Юпитера, и, пробравшись под лёд, приступить к изучению местного океана, таковой независимой машине направляться изрядно потренироваться «на кошках». В качестве таковых выступят самые необыкновенные земные озёра. И случится это весьма не так долго осталось ждать.
Необходимо ли пояснять, что при том расстоянии, что разделяет Землю и систему юпитера, да и просто – при погружении автомобили глубоко под лёд – исследователю ледяной луны нужно будет надеяться лишь на личные силы? И в составлении карты нового мира, и в пространственной ориентации, и в выборе стратегии изучений, и в анализе проб на предмет показателей судьбы.
Все эти задачи в той либо другой степени решены создателями современных подводных роботов, но усовершенствования, отладки и опробования займут ещё несколько год. Фактически такие опробования сами по себе смогут стать занимательнейшими научными проектами.
Роботы, подобные DEPTHX, смогут в будущем обследовать не только глубины земных водоёмов, но и водоёмы на вторых планетах (фото David Wettergreen/Robotics Institute at Carnegie Mellon University).
Пару дней назад NASA одобрило концепцию нового глубоководного независимого робота ENDURANCE. Оно кроме этого уведомило доктора наук Питера Дорана (Peter Doran) из университета Иллинойса в Чикаго (University of Illinois at Chicago— UIC), что собирается профинансировать трёхлетний (всего он продлится с 2007 по 2010 годы) проект по изучению при помощи данной автомобили подлёдного озера Бонни (West Lake Bonney), расположенного в равнине Макмёрдо (McMurdo) в Антарктике.
Тут необходимо пояснить – доктор наук Доран будет нести ответственность за научные нюансы миссии. А вот постройка и разработка неповторимого робота, как и организация экспедиции, ляжет на плечи американской компании Stone Aerospace. Вся эта выдумка обойдётся космическому агентству США в $2,3 миллиона.
Озеро Бонни и впадающий в него ледник Тейлора. Озеро насчитывает 4 километра в длину и 1,6 километра в ширину. Глубина его образовывает 40 метров.
Бонни неизменно покрыто льдом толщиной 3,5-4,5 метра (фото с сайта spacedaily.com).
Stone Aerospace постоянным читателям «Мембраны» уже знакома. Именно она выстроила робота DEPTHX. Того самого, что на данный момент готовится к погружению в самый глубочайший (и до сих пор не изученный) естественный колодец (в английской литературе sinkhole, они же — cenote) в мире — Закатон (El Zacaton), что находится в центральной Мексике.
Об этом его миссии и роботе мы достаточно детально говорили. Добавим лишь, что глубина Закатона образовывает как минимум 300 метров, а, быть может, и километр. Это, кстати, соответствует рабочей глубине погружения робота.
Его основная изюминка, но, содержится не в прочном корпусе, не в камерах либо манипуляторах, а в «мозгах», разрешающих машине функционировать всецело самостоятельно при изучении подводного мира, а также – заполненных водой пещер.
Экспедиция на Закатон пройдёт с 15 по 24 мая нынешнего года. В её работе примут участие эксперты NASA, заинтересованные в DEPTHX, как в прообразе будущих планетарных роботов с ИИ, равно как и учёные из университетов, принимавших участие в этом проекте, ну и, само собой разумеется, инженеры Stone Aerospace.
Кстати, практически пару дней назад они возвратились совместно со своей необычной машиной с другого естественного колодца – Пилита (La Pilita), кроме этого находящегося в Мексике. В том месте команда Stone Aerospace проверила плавающего робота в боевых условиях, удостоверившись в верной работе и всего «железа», и «софта».
Базисная стратегия съёмки данных роботом ENDURANCE. Параметры «решётки» смогут настраиваться. Для миссии на озере Бонни ход по горизонтали составит 10 метров, по вертикали — 1 метр (иллюстрация Stone Aerospace).
Менеджер проекта Билл Стоун (Bill Stone) отметил: «DEPTHX поражаетсобственной поведенческой надёжностью, так же, как тем – что мы встроили все эти способности в это животное». И коль не так долго осталось ждать «животное» показывает себя смышлёным, его не так долго осталось ждать ожидает самое захватывающее приключение, которое лишь может выпасть на долю независимого глубоководного робота – опуститься в том направлении, где ещё не были ни человек, ни машина.
Тем временем, эксперты Stone Aerospace уже вовсю трудятся над наследником DEPTHX — ENDURANCE, с чего мы, фактически, и начали отечественный рассказ.
Представим этого робота подробнее. ENDURANCE, это вовсе не «выносливость», либо не просто «выносливость», а ещё и сокращение: «Environmentally Non-Disturbing Under-ice Robotic ANtarctiC Explorer», другими словами — «Не тревожащий экологию, автоматизированный антарктический подлёдный исследователь».
Аппарат, снаружи похожий на множество дистанционно-управляемых подводных автомобилей, имеет длину 1,42 метра, ширину 1,07 метра и высоту 0,78 метра, весит же всего 80 килограммов. Эти параметры заметно меньше, чем у DEPTHX.
ENDURANCE сможет определять собственное положение как при содействии сигналов передатчика, опущенного в прорубь, так и без оных, надеясь только на широкий комплект сонаров, другие датчики и глубиномер (иллюстрация Stone Aerospace).
Машина, владеющая нейтральной плавучестью и несколькими винтами для перемещений в воде, равно как и робот-предшественник, способна на независимую работу под водой и более того – подо льдом.
В том месте машина может самостоятельно определять собственные координаты, применяя в качестве точки отсчёта особый передатчик, что учёные опустят на тросе в прорубь. Эта совокупность (на роботе кроме этого будет установлен соответствующий приёмопередатчик) способна передавать цифровые данные в две стороны – от робота и к нему. Кроме этого сигналы передатчика в проруби должны поспособствовать лёгкому возвращению автомобили к месту её погружения.
Но электроника ENDURANCE разрешит ему возвратиться к проруби кроме того при выходе из строя опорного передатчика (его, вообще-то, разглядывают только как страховку). Для чего подводная машина оснащена целым комплектом камер, допплеровских сонаров и оптических датчиков (направленных вверх, вниз и в стороны), гироскопов и «мозгами», разрешающими вычислять координаты и собственное движение относительно лунки, в которую загрузили робота.
Инженеры оценивают, что эта машина сможет определять собственное положение с точностью 5 метров по горизонтали и 0,5 метра по вертикали на расстоянии до километра от отверстия во льду, не применяя никаких внешних сигналов. Так что, по идее, утратить собственного робота в подлёдном полумраке исследователи не должны. К тому же, тут авторы предусмотрели и ещё один запасной вариант действий робота.
Если он примет решение, что совсем потерялся, то встанет к самому льду и включит передатчик, генерирующий замечательное переменное магнитное поле, талантливое попадать через скалу и лёд толщиной до 1,2 километра (запас очевидно в расчёте на будущие миссии автомобили). Данный сигнал возможно детектировать и пеленговать снаружи посредством переносной магнитной антенны, причём точность определения положения робота подо льдом озера составит плюс-минус 0,5 метра.
Схема ENDURANCE: 1 — совокупность обеспечения плавучести, 2 — винты для вертикального и бокового перемещения, 3 — антенна магнитно-индуктивного аварийного передатчика, 4 — базисный передатчик, 5 — литий-ионные аккумуляторная батареи, 6 — комплект сонаров, 7 — сенсоры для сбора научных данных и их управляющая электроника, 8 — винты для движения вперёд и назад, и — управления по курсу, 9 — корпус, 10 — прожектор и цифровая камера, 11 — электроника и навигационная электроника, управляющая миссией, 12 — электроника магнитно-индукционного передатчика (иллюстрация Stone Aerospace).
Любопытно, что учёные предусмотрели кроме того такую вещь, как компенсация работы глубиномера, зависящая от солёности воды. В таком озере, как Бонни, солёность воды может многократно различаться в зависимости от глубины, а солёность воздействует на плотность. Соответственно, на кривую зависимости гидростатического давления от глубины погружения аппарата.
Эту неточность робот скомпенсирует, учитывая показания уровня проводимости содержания и собственного датчика хлоридов воды.
Перед тем, как аппарат опустят в прорубь, он пройдёт обеззараживание и стерилизацию. Появлявшись в воде, ENDURANCE начнёт весьма медлительно опускаться вниз, дабы исключить смешивание различных слоёв воды в озере. Кроме этого робот будет производить из брюха личный кабель с комплектом датчиков, дабы бережно брать пробы с громадной глубины, не тревожа воду винтами.
И всё это робот будет делать без привязи, руководствуясь встроенной программой и неким пилотажным «ИИ». 24 же эхолокатора автомобили окажут помощь ей обходить подводные препятствия.
Научные устройства ENDURANCE включат флуоресцентный спектрометр; раман-спектрометры; датчики растворённого кислорода, окружающего и температуры освещения; химический анализатор, датчик оптических изображений, датчики для обнаружения органических молекул и другие.
Катастрофический передатчик ENDURANCE создаёт сильное магнитное поле, изменяющееся с частотой 3,5 килогерца (иллюстрация Stone Aerospace).
ENDURANCE обязан составить трёхмерную биологии и карту геохимии Бонни, равно как и выполнить видеосъёмку подлёдного мира. Его батареи вычислены на 8 часов работы. Наряду с этим робот может делать по одному погружению в сутки.
Первая экспедиция на Бонни, в рамках этого проекта, намечена на 2008 год, вторая, на 2009-й.
Более миниатюрную версию ENDURANCE, при успехе миссии на озере Бонни, быть может, пошлют под лёд известного антарктического озера Восток. Напомним, его отделяет от воздуха многокилометровая толща льда, и гипотетическая судьба в его водах может послужить хорошей моделью судьбы подо льдами лун газовых гигантов.
До сих пор Восток не вскрывали, но, кроме того не доходя с пробуренной скважиной до нижнего финиша ледового панциря, учёные уже нашли следы бактерий.
Предстоящее развитие данной линейки роботов, по идее, должно привести к появлению той самой автомобили, которую США (либо, как вариант, США совместно с Европой) пошлют на Европу-спутник, которую сравнительно не так давно картографировали и на которой, возможно, вероятна жизнь. А когда-нибудь, возможно, подобная техника может приземлиться и на Энцеладе.
Первый же выход ENDURANCE в свет намечен на февраль следующего года – робота удостоверятся в надежности на одном из покрытых льдом озёр в Висконсине, перед тем как пошлют машину в Антарктиду, в ноябре того же 2008-го.
