Российский шагоход замахнулся на лунный приз от google
Послать роботов на спутник Почвы – не самое сложное. Задачка потяжелее кратко обманчиво несложна – растолковать всем, для чего данный полёт нужен. Журналист «Мембраны» побывал в гостях у создателей русского лунохода в подмосковном Одинцово и выслушал их объяснения.
Компания Селеноход недавно показалась в официальном перечне команд, участвующих в конкурсе Google Lunar X PRIZE. В этом состязании основной приз в $20 миллионов возьмёт коллектив, сумевший первым в условиях частного финансирования спроектировать, выстроить и высадить на Луне подвижного робота. Тот обязан пройти по лунной поверхности не меньше 500 метров, передавая видео, фото и другие эти.
Отечественная заявка в последовательности претендентов выглядит весьма интересно, уникально, и личное знакомство с конкурсантами от России продемонстрировало, что отечественным в полной мере по силам победить.
Команда разглядывала пара вариантов луноходов, а в окончательную версию войдут лучшие элементы каждого из них. Тут возможно заметить раннюю модель, питание которой должно было осуществляться по кабелю от посадочного модуля (в задней части робота видна катушка).
Сейчас от кабеля отказались. Но на этом рисунке прекрасно видны главные элементы робота, каковые в том либо другом виде будут находиться в обязательном порядке: корпус, поднимающееся вверх крепление блока камер, лыжи на вращающихся кривошипах. Оранжевый ковшик спереди – вероятный грунтозаборник (иллюстрация компании «Селеноход»).
Команда «Селеноход» базируется в городе Долгопрудном, но нельзя сказать, что проект сосредоточен в одной точке. Наоборот, разные его части продвигаются различными организациями и в самых различных местах. Я приехал в Одинцово, где на территории местной фабрики находится компания КБ 1901, один из больших участников нового лунного проекта.
Разрозненность партнёров – прямая аналогия с распределёнными вычислениями. «Селеноход» возможно сравнить с сервером, на что стекаются результаты обработки данных с армии вторых компьютеров, разбросанных по стране.
В Одинцово я встретился с исполнительным директором «Селенохода» Сергеем Седых и председателем совета директоров «КБ 1901» Василием Архиповым. От них я определил, какие конкретно уникальные ответы выделяют российский аппарат среди соперников и как продвигается проект на фоне заявок соперников.
Сергей Седых и Василий Архипов в «КБ 1901». В руках Василия – элемент кузова для купе Mercedes SLR (фото MEMBRANA).
Оказалось, что проектирование российского лунного робота завершено на 100%. Начата работа по изготовлению прототипов. Это в полной мере сопоставимо со степенью готовности зарубежных миссий.
Для увеличения возможности успешного исполнения задания «Селеноход» склоняется к тому, дабы при помощи одной посадочной ступени высадить на Луне несколько маленьких луноходов, а возможно, сходу три. Любой будет весить всего по 4-5 килограммов.
Вероятнее, роботы не окажутся правильными копиями друг друга и будут различаться в подробностях. Это расширит их возможности по сбору информации.
Более настоящая схема вместо питающего кабеля предусматривает размещение на роботе солнечной батареи площадью 600 квадратных сантиметров и номинальной мощностью 19 ватт. Для накопления энергии предусмотрен литиевый аккумулятор (иллюстрации компании «Селеноход»).
Вторая любопытная изюминка – метод передвижения русского лунохода. Не смотря на то, что первоначально команда разглядывала колёсный вариант, сравнительно не так давно она от него отказалась. Дабы уложиться в вес и скромные габариты, колёса должны быть маленькими, а такие точно зароются в реголите, растолковывает Сергей.
Ноги-гусеницы и манипуляторы по окончании анализа также были отброшены. В следствии ставка сделана на лыжно-шагающий привод, подобный тому, каким были оснащены первые марсоходы — советские ПрОП-М. Пара таких аппаратов попала на Красную планету в первой половине 70-ых годов двадцатого века, но из-за отказа посадочных ступеней ни один из них по марсианским пескам так и не поползал.
Протяженность, высота и ширина нового лунохода в рабочей конфигурации составит 54-72 х 44 х 53-70 сантиметров. В транспортном положении высота робота значительно уменьшается до 20 см. На картинках внизу шагающий луноход покидает транспортную палету.
На врезке – идеологический предшественник «Селенохода» – ПрОП-М. Кстати, среди консультантов нового проекта имеется учёные, трудившиеся над этим Луноходами и марсоходом (иллюстрации компании «Селеноход» и ВНИИ ТрансМаш).
Повороты робот сможет выполнять или за счёт разнонаправленного перемещения лыж, или приподнимаясь и вращаясь на центральной поворотной пятке. Питание луноход возьмёт от собственных солнечных батарей.
«Селеноход» будет оснащён комплектом камер (в том числестерео), и маленьким поворотным ковшиком для забора грунта. По одному из вариантов проекта, посадочная ступень должна быть снабжена анализатором небольших камней и реголита. Луноход имел возможность бы собирать образцы около точки посадки и приносить их в анализатор.
узлы и Основные детали шагающего лунного робота (иллюстрация компании «Селеноход»).
Корпус шагающего аппарата будет сделан из углепластика. Именно это событие растолковывает мой визит в «КБ 1901», так как углепластик – конёк данной небольшой и юный (а также по возрасту сотрудников) компании.
Нужно подчернуть, что для космической техники углеродный композит, как ни необычно, всё ещё экзотичен. Непросто взять углеволоконные подробности, талантливые надёжно трудиться в условиях громадного перепада температур. Сложно заблаговременно просчитать поведение таковой конструкции на космическом холоде и придумать, как придать ей необходимые механические особенности.
Углеткань, жертвенные слои, смолы, каковые тут готовят по собственным рецептам, модели и различные формы, вакуумные насосы и, наконец, печь – так в «КБ 1901» рождаются не только детали для машин. Тут делают сверхлёгкие кронштейны для камер и элементы медицинской техники, трудятся кроме того над углепластиковой мебелью (фотографии компании «КБ 1901», MEMBRANA).
Но из-за чего карбоновую составляющую проекта «Селеноход» доверил как раз «КБ 1901»? – обращаюсь я к участникам беседы, обращая их внимание на стены и стеллажи в офисе. (Около меня масса углеволоконных деталей от машин.)
«Вправду, большинство изделий отечественной компании – карбоновые элементы кузова для спорткаров, — соглашается Василий Архипов. — Последовательность русских тюнинговых компаний заказывают у нас бампера, крышки капота, крылья… Кстати, в рамках одного проекта мы изготовили всецело новый углепластиковый кузов для суперкара Bugatti Veyron».
Bugatti Veyron Grand Спорт «Sang Bleu» стараниями «КБ 1901» получил нестандартный кузов. Вид суперкара преобразился, благодаря использванию углеткани большого плетения и тонированию синим лаком (фотографии компании «КБ 1901», supercarsofmoscow.ru).
Но машинами деятельность «КБ 1901» не ограничивается, растолковывает Василий.
Много сил компания из Одинцово тратит, например, на медицинские проекты. Забрать протез стопы.
Виртуозная вещица: изогнутая пластина переменной толщины и с переменным направлением углеродных нитей сочетает выносливость с упругостью и прочностью, а ведь углепластик сам по себе – материал весьма твёрдый. Казалось бы, космос и медицина — какая сообщение? Это навык работы с непростым материалом (фотография компании «КБ 1901»).
Всё тот же космос в тематике «КБ 1901» появляется не в первый раз. По словам Архипова, его компания учавствовала в разработке главного зеркала русском космической обсерватории Миллиметрон (её запуск намечен на период по окончании 2015 года).
«КБ 1901» отработало такую технику формирования углепластиковых лепестков главного зеркала, при которой внутренние напряжения в материале компенсировали друг друга. Архипов говорит: «Мы взяли поверхность с отклонением от идеала в 2 микрометра на трёх метрах длины».
Трудясь над элементами космического телескопа, эксперты из «КБ 1901» сумели совершенно верно высчитать, как поведут себя карбоновые подробности в вакууме и при космическом холоде (фотографии компании «КБ 1901», MEMBRANA).
И вот сейчас компания воспользуется богатым опытом и будет делать карбоновые подробности для «Селенохода». Делать, увидим, безвозмездно. Для «КБ 1901» сотрудничество с командой-претендентом на «лунный приз» – это хорошая возможность ещё раз заявить о себе как об изготовителе сложных в инженерном замысле изделий.
В этом случае это несравненно дороже тех человеко-часов и нескольких килограммов углеволокна, каковые будут затрачены в рамках лунного проекта.
Расчётный ресурс шагающее-лыжного привода – как минимум несколько километров в условиях обычного лунного ландшафта. Кстати, один из дополнительных призов Гугл Lunar X PRIZE возможно получить, в случае если пройти по Луне именно это расстояние.
По замыслу компании, её аппараты деятельно проработают на Селене один лунный сутки (14 земных дней), по окончании чего на время лунной ночи завершат операции, а по окончании восхода Солнца (ещё через 14 дней), продолжат изучение Луны (иллюстрация компании «Селеноход»).
Сотрудничество на безвозмездной в части денег базе – наглядный пример всей стратегии авторов конкурсного лунохода. Первый её пункт возможно сформулировать так: создание некоторых элементов робота возможно дать на откуп маленьким группам столь же фанатично увлечённых своим делом энтузиастов. А второй принцип – везде, где быть может, необходимо применять технологии либо подробности, каковые трудятся и на Земле.
Речь заходит об управляющей электронике, связи и вычислительных системах. Ветхий принцип отрасли – строить особые «космические» схемы, весьма дорогие, но приспособленные под конкретное задание. «Селеноход» предпочитает продукцию «с полки».
Имеется неприятность действия космических лучей? Прекрасно, добавим экранирование, автоматическую диагностику на сбои. В случае если что, программа команду на перезапуск компьютера. Имеется сомнения в надёжности того либо иного чипа в лунных условиях?
Не беда, возможно добавить двойное резервирование.
В одном из вариантов поворачивающийся ковшик для сбора реголита – двойной. Кстати, собственный луноход русский команда кроме этого именует ШГЗУ – шагающее грунтозаборное устройство (иллюстрация компании «Селеноход»).
Сейчас космические аппараты возможно строить в значительной степени из серийных, совсем простых компонентов, уверяет меня представитель «Селенохода».
Как пример он приводит тяговые электродвигатели и литиевые аккумуляторы, редукторы, солнечные батареи и радиопередатчики… Неспециализированный принцип развития техники при таких условиях это что-то наподобие замкнутого круга: Почва – космосу, космос — Почва.
В то, что постройка лунохода нового поколения – это хорошая репутация и колоссальный опыт, каковые понадобятся в будущем, поверили и исследователи из Новгородского национального университета. Они учат подмосковный аппарат ориентироваться на местности.
Луноход будет оснащён серийными камерами, но вот софт, помогающий машине распознавать объекты, создаётся намерено.
машинное зрение и Искусственный интеллект на протяжении путешествий по Луне для робота будут не лишними, не смотря на то, что канал связи с оператором на Земле также будет трудиться. Передвигаясь среди камней, «шагоход из Долгопрудного» сможет сам оценивать опасность и корректировать перемещение.
Команда «Селенохода» разглядывает сходу пара вероятных схем спуска робота с посадочной ступени на лунный грунт. Тут и разворачиваемые рычаги, и опускающаяся палета.
Самый несложный вариант (нижние картинки) предусматривает, что робот будет закреплён вертикально на боковой направляющей посадочного модуля при помощи комплекта пирозамков. Сперва они высвободят лыжи и корпус аппарата, каковые развернутся на 90 градусов и окажутся недалеко от самого грунта, а после этого будет высвобождена солнечная батарея (она жекронштейн камеры) (иллюстрации компании «Селеноход»).
У данной работы отчётливо просматривается потенциал к диверсификации. Потренировавшись на луноходе, группе разработчиков навигационного софта будет очень просто перейти на беспилотные машины, да те же очевидные роботы-пылесосы, наконец.
То же возможно сообщить и в отношении последовательности вторых разработок, отрабатываемых в рамках конкурсной программы. «Космос коммерциализируется на Земле!» – уверен Сергей Седых.
Зарождающаяся русский личная космическая отрасль, пионером которой есть «Селеноход», обязана трудиться, как будто бы двухстороннее шоссе. Что-то из сугубо земных изделий сможет попасть в космические проекты, что-то, разрабатываемое для космоса, окажется пользуется спросом в других областях.
В этом перекрёстной подпитке и круговороте разработками команда «Селеноход» видит основное преимущество частных космических компаний. Неспешно уходит время, в то время, когда целый космос «вели» национальные колоссы, создававшие по неповторимым проектам штучные аппараты. Мы движемся к эре, в то время, когда не только спутники связи, но, допустим, те же самые планетоходы либо межпланетные станции возможно будет брать в магазине.
Кстати, личная космонавтика уже достаточно очень сильно
развита в Соединенных Штатах, где существует последовательность коммерческих компаний — как больших, так и небольших, занимающихся космическими проектами и приобретающих заказы от NASA. Будем сохранять надежду, что в Российской Федерации эволюция отрасли не так долго осталось ждать также отправится в этом направлении.
Потому для компании «Селеноход» Гугл Lunar X PRIZE – не единственная цель и, как бы парадоксально это ни звучало, – не основная.
Схема размещения разгонного блока, лунохода и посадочного модуля под обтекателем. На этом рисунке лунный робот продемонстрирован лишь один.
Решения, сколько их будет, не принято. Это зависит от той посадочной ступени, которая в следствии окажется в распоряжении команды (иллюстрация компании «Селеноход»).
Само собой разумеется, благодаря конкурсу компания и появилась. Но лунная миссия – только первый ход команды, которая собирается выйти на интернациональный рынок как изготовитель и разработчик космической робототехники. Ну и на российский рынок также, хотя здесь спрос по в полной мере понятным денежным обстоятельствам не столь высок.
Но, одним из партнёров «Селенохода» есть Университет космических изучений РАН. Возможно сохранять надежду, что сотрудничество это продолжится и за рамками лунной гонки под руководством Гугл.
А дабы преуспеть на рынке, подмечает Седых, принципиально важно не столько обучиться создавать космических роботов, сколько поднатореть и строить их скоро, дёшево. Сражение за приз помогает такому обучению. Кстати, затраты на постройку нескольких экземпляров миниатюрных шагающих луноходов Сергей оценивает в $300 тысяч, а это совсем не космический уровень.
Шагающий аппарат сможет развивать скорость до 1,3 метра в 60 секунд (0,078 км/ч), информирует русский команда. Наряду с этим луноход сможет преодолевать препятствия высотой до 7 сантиметров, каверны шириной до 35 см и уклоны до 30 градусов (иллюстрация компании «Селеноход»).
Как говорит директор «Селенохода», участие в лунном конкурсе – это исследовательский проект, причём не столько в инженерном замысле, сколько в части менеджмента. Перед командой стоит задача для нашей страны совсем нетипичная – реализовать лунную миссию на негосударственной базе, да ещё и из дешёвых материалов.
В следствии неспециализированную цена воплощения конкурсной миссии «Селенохода», включая ракетный запуск, аренду центра дальней связи и другие сопутствующие затраты, по самому полному замыслу (условно – «замыслу А»), компания оценивает в $40 миллионов. Нетрудно подметить – это в два раза больше суммы первого приза.
Само собой разумеется, существует ещё и «замысел Б», и «замысел В», да и в целом команда старается предусмотреть как возможно больше вариантов исполнения задания Гугл Lunar X PRIZE, каковые будут заметно варьироваться по цене.
Кроме того с ракетой-носителем, посадочной ступенью и разгонным блоком, каковые должны доставить луноходы к цели, – полной ясности до тех пор пока нет. Главный вариант выглядит так: ракета будет использована довольно недорогая, конверсионная — Днепр. Разгонный и посадочный модули, возможно, поставит НПО имени Лавочкина (но официальной договорённости об этом снова же ещё нет).
умение и Гибкость подхода искать недорогие ответы – козырь русском команды. До сих пор компании из Долгопрудного получалось функционировать с минимальными затратами, во многом легко на голом энтузиазме.
У большинства участников команды «Селенохода» имеется вторая работа, а лунный проект рассматривается ими как неповторимая возможность вывести личные опытные навыки на новый уровень. Вот и получается, что Гугл Lunar X PRIZE для отечественных храбрецов в большей мере средство, нежели цель (фотографии компании «Селеноход»).
Но всем хочется успеть раньше соперников. В конкурсе, кстати, официально зарегистрировано практически три десятка команд. Но, как говорит Сергей, соревнование можно будет назвать удавшимся, в случае если хотя бы две либо три из них доведут собственные луноходы до запуска.
Кое-какие участники лунной гонки заявляют о 2013 годе как дате старта. Но возможность столь стремительного продвижения миссий не через чур высока. «Селеноход» ориентируется на более похожий на правду срок. По словам Седых, команда намечает запуск собственного лунохода на середину либо вторую половину 2014 года.
Но кроме того в случае если не известно почему старт не состоится, «на данный момент» не останется в проигрыше. Опыт организации столь сложного проекта, разработки робота, налаженное сотрудничество с партнёрами из многих компаний и НИИ – вот это вправду основной приз, что останется в руках русском команды в любом случае.
