Роботы-землекопы почистят луну к возвращению людей
Никакие кризисы не мешают людям грезить о далёких целях. К примеру о возведении лунной базы. Но перед тем как она гостеприимно откроет собственные двери для первых поселенцев, саму площадку под неё нужно особенным образом подготовить.
Это имели возможность бы сделать мелкие роботы, отправленные на место заблаговременно. Концепция таковой строительной команды была опубликована пару дней назад.
Американская компания Astrobotic Technology при содействии университета Карнеги-Меллона (CMU) совершила по заказу NASA изучение, в котором просчитала хороший вариант роботов для оборудования посадочной площадки на месте будущей лунной базы.
Задача эта не столь уж несложна, как думается, поскольку маленьким машинкам предстоит переместить 1200 тысячь киллограм реголита, причём управиться за пара месяцев. Для чего это необходимо — мы на данный момент посмотрим.
Вверху: Олдрин в «Базе Самообладания». На время нахождения космонавтов на Луне их место работы в полной мере возможно было назвать мелким лагерем.
Но базы будущего (внизу) должны раскинуться на гектары, а трудиться будут на постоянной базе (фото и иллюстрации NASA).
Итак, открываем отечественный виртуальный справочник. NASA подробно проработало новую схему лунных экспедиций (хорошую от той, что использовалась 40 лет назад), сделало основа новых миссий возведение постоянной базы и детально расписало замысел тестов и первых рейсов новых космических ракет и кораблей-носителей, создаваемых далеко не только для лунных вояжей. NASA экспериментирует с пилотируемыми целыми и луноходами комплексами автомобилей.
Продумано очень многое. Но на этом пути имеется ещё много нерешённых неприятностей. И одна из основных – вредная пыль.
Её небольшие частички с острыми гранями являются настоящимбедствие: пылевая коррозия ставит под угрозу технику, а уж какое неприятное действие лунная пыль оказывает на человека (в случае если просочится при пользовании шлюзами в герметичные помещения), и сказать нечего.
А ведь имеется ещё одно событие, талантливое усилить данный негативный фактор. Дело в том, что для действенной работы базы нужно, дабы посадочные ступени с аппаратами помощи (вода, грузы, горючее) систематично садились в близи от построек, чтобы не везти всё это добро ещё за много либо тысячи метров.
Лунным экскаваторам найдётся работа и до прибытия «главных сил», и по окончании постройки базы также (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
Но при каждом прилунении струи ракетных движков будут выбивать из слоя реголита новые порции страшных частиц, каковые при отсутствии воздуха будут обстреливать окружающие предметы, как будто бы замечательная пескоструйка.
Дабы этого не происходило, необходимо обработать посадочную территорию так, дабы на ней не было «лунного песка», — заменить его слоем небольших камней либо как-то сплавить.
Или необходимо возвести около посадочной площадки полукруглый бруствер со стороны базы, что отражал бы потоки газов и лунной пыли вверх, защищая тем самым постройки.
Неспециализированный вид базы, защищённой насыпями от потоков, поднимаемых садящимися и взлетающими ракетными модулями (иллюстрация Mueller and King, Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
Космонавты, побывавшие на Луне, само собой разумеется, пробовали копать реголит а также обрабатывать его граблями.
Действительно, последнюю операцию они проводили для поиска запрятанных в толще пыли камушков, каковые имели возможность бы воображать интерес для исследователей на Земле.
Настоящие результат и лунные грабли их действия. Внизу: современный опыт с вытаскиванием камней, скрытых в рыхлом грунте (иллюстрации NASA, Astrobotic Technology).
Но в случае если мы желаем насобирать побольше местного гравия для засыпки посадочной территории, нам нужно будет построить автомобили, талантливые «бороновать» Луну на весьма приличной площади, да ещё и месяцами. Более настоящим выглядит вариант с защитной насыпью. Так или иначе, нужно убедиться, что роботам такое строительство под силу.
В этот самый момент уж у экспертов американского космического агентства было много резонов обратиться к Astrobotic Technology.
Управляет эту компанию врач Уильям Уайттекер (William «Red» Whittaker), основатель исследовательского центра независимых полевых роботов университета Карнеги-Меллона (Field Robotics Center), триумфатор гонки машин-роботов и фаворит проекта по отправке первого частного лунохода на место посадки Apollo 11. Помимо этого, Уил – локомотив, настойчиво тянущий собственную команду к лакомой цели — победе в соревновании Гугл Lunar X PRIZE (его подробности смотрите тут и тут).
Уильям Уайттекер и луноход Red Rover (второй прототип) на полигоне компании.Любопытно, что за точность высадки этого аппарата на место, где находится легендарный модуль Eagle, будет отвечать совокупность от компании Raytheon, заимствованная у её противоспутниковой ракеты. По окончании перелёта по автостраде Земля-Луна электронные мозги (сверяя замечаемый ландшафт с ранее сделанными снимками Селены) должны уложить связку Artemis Lander/Red Rover в эллипс со сторонами 300 х 1000 метров (фото John Fleck).
Маленьким лунным бульдозерам предстоит выполнить трудную работу фактически в независимом режиме, а именно на таких умных и выносливых аппаратах Уайттекер, что именуется, собаку съёл. К слову, 6 февраля этого года американская Национальная инженерная академия (NAE) избрала Уильяма своим участником, в знак признания его заслуг на поприще робототехники.
Возвратимся, но, на Луну. Забрасывать на неё команду из десятков громадных «землекопов» было бы через чур накладно. Но Astrobotic набросала эскизы скромных таких машинок весом всего в 150 килограммов и продемонстрировала, что пара таких роботов сможет за 152 дня возвести насыпь в виде полукруга диаметром 50 метров при высоте этого бруствера в 2,6 метра.
Сначала инженеры придумали совсем простые автомобили, комбинацию гусеничного шасси и громадного «совка», что служил бы и инструментом для рытья реголита, и ёмкостью для его транспортировки с места на место в один момент.
Первый вариант лунного бульдозера от Astrobotic (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
Скорость таких букашек составит 15 сантиметров в секунду. Грузоподъёмность этого варианта бульдозера достигает 4% от веса безлюдной автомобили. Трудиться аппараты должны фактически неизменно, с перерывами на заправку аккумуляторная батарей, для чего будут наведываться на особую зарядную станцию.
И 3/4 времени они должны тратить именно на транспортные работы.
Несложный вариант предусматривает и простое управление, и несложный метод работ. Но, увы, пара таких автомобилей возвела бы одну насыпь лишь за 1170 дней. Это через чур много.
А ведь на роботов намечается возложить и другие земляные работы на месте будущей базы. Они имели возможность бы разровнять дорожки, убрать мешающие валуны, вырыть траншеи для размещения оборудования, возвести радиационные защитные насыпи для укрытия жилых отсеков и без того потом. В то время, когда они всё это успеют?
Потому команда Уайттекера отправилась на усложнение собственных роботов — кроме бульдозерного ножа на них решили поставить самосвальный кузов, в который реголит пересыпался бы из переднего ковша.
Второй робот. Кстати, предполагается, что для управления им будет использовано сочетание команд с Почвы (режим дистанционного пилотирования) с независимым исполнением заданий под «надзором» ИИ на борту автомобили (иллюстрации Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
В таком варианте грузоподъёмность гусеничных машинок увеличилась до 30% от веса безлюдной конструкции, что и сократило время строительства насыпи до тех самых 5 месяцев.
Режим виброукладчика продемонстрирован для варианта робота без самосвального кузова (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
А дабы насыпь получалась более прочной, авторы проекта придумали трюк, превращающим робота-копателя в виброукладчик. Насыпав очередную порцию грунта, аппарат обязан перевернуться, опираясь на ковш, и мало «попрыгать» на лунном песке.
Ещё лучше, рассудили в Astrobotic, в случае если особые автомобили будут просеивать реголит в отыскивании маленьких (до 15 сантиметров) гравия и камней, каковые возможно было бы выкладывать на площадке либо на стенах бруствера для укрепления и выравнивания последних.
Единственное, что пока остается под вопросом: какое количество для того чтобы строительного материала возможно насобирать в окрестностях будущей базы. Нельзя исключать, что роботам потребуется проехать много, в противном случае и тысячи километров в отыскивании желаемых каменюк.
Тут кроме этого имеется выход: что-то наподобие бороны с устройством улавливания камней имели возможность бы тащить за собой те же самые бульдозеры-самосвалы, пока будут копать лунную пыль для возведения огромной насыпи.
Так робот-бульдозер обязан тащить за собой «борону» (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
По большому счету же использование каменной кладки возможно хорошим дополнением к возведению бруствера, талантливым снизить требования к его количеству, соответственно — ускорить работы.
Таков замысел Astrobotic Technology. Но это не единственный вариант обработки реголита на месте будущей базы. К примеру, ранее эксперты высказывали предположение, что команда роботов-микроволновок имела возможность бы расплавить узкий верхний слой пыли, перевоплотив его в что-то наподобие стекла и тем самым предотвратив подъём страшных частиц «в атмосферу» на протяжении работ на базе и прибытия ракет.
Нужно ещё оценить, сколько энергии может уйти на такое разглаживание местности.
сложность и Дополнительная масса, каковые добавляются при монтаже маленького самосвального кузова, оправдываются ускорением работ, – информирует компания. А вдруг на месте базы высадить четыре-шесть таких автомобилей – дело отправится куда радостнее (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
Иначе, и земляные работы силами нескольких роботов-бульдозеров также будут оказаться куда более сложными и затратными, нежели рисуется в набросках.
Так, в 2007 году на первом соревновании лунных экскаваторов ни один робот не смог выполнить требования NASA, не смотря на то, что копались они в «песочнице» (действительно, с близкой имитацией реголита, а не с песком в).
Astrobotic Technology наблюдает на всё это с оптимизмом. Её концепция — ещё не рабочий проект, но уже ясно, что инженеры и учёные смогут создать таких роботов. Компания внесла предложение NASA, дабы подготовку лунной базы доверили личной космической отрасли (намёк ясен).
Глядя на копошащихся в лунной пыли жёлтых роботов, невольно вспоминаешь милого трудягу WALL•E, покинутого людьми для разбора гор мусора (иллюстрация Astrobotic Technology/Mark Maxwell).
И у компании имеется все основания подключиться к таковой работе.
Чтобы выбрать самая удачную стратегию строительства защитных сооружений, необходимо не просто подобрать верное место для базы, но и изучить местность детальнее, определить об имеющемся в том месте грунте, о размерах и распределении камней, их «сплочённости», механических особенностях реголита и без того потом.
А Astrobotic уже добровольно взяла на себя такую инициативу: в её замыслах посылка на Селену нескольких луноходов и посадочных зондов, а также — в весьма интересующий NASA кратер Шеклтона (Shackleton) на южном полюсе.
Может, рвение личной компании будет по преимуществу оценено по окончании первого её успеха? Ожидать осталось не так уж продолжительно: Astrobotic собирается высадить на Луне собственный первый луноход в декабре 2010 года.
