Стыковка роботов создаёт лунную базу-самоходку
Высадиться на Луну в одном аппарате, жить в том месте во втором, а колесить по окрестностям в третьем — не через чур ли расточительная стратегия? Обитаемый луноход и ходячий жилой отсек, испытанные сравнительно не так давно NASA, предлагают размыть границы между техникой разного назначения. Гибкость в стиле Lego и мобильность становятся лейтмотивом новых проектов.
Жаркая и сухая аризонская глушь, участок Black Point Lava Flow — хорошее место для имитации работы техники на Луне. Как раз ко мне отправилась команда учёных и инженеров NASA «Крысы пустыни» (Desert RATS), чьё наименование вообще-то расшифровывается в полной мере прозаически: Desert Research and Technology Studies, другими словами «технологии и Исследования в пустыне».
Далеко не первый год в таких экспедициях Desert RATS тестирует самые свежие разработки американского космического агентства, призванные вернуть людей на поверхность Селены, а позднее — оказать помощь им в освоении Марса. Нынешняя набег на природу, завершившаяся недавно, разрешила в течение пары недель испытать сходу пара роботов и автомобилей. О них мы вам на данный момент поведаем во всех подробностях.
Именно на таких «избушках» космонавты должны изучать окрестности лунной базы (фотографии NASA).
Центральное место по праву занимает аппарат с несложным заглавием «Электрический луноход» (Lunar Electric Rover — LER). Это большое обитаемое транспортное средство с очень занимательной конструкцией. Практически LER способен превратиться в подвижную мини-базу, в которой исследователи Луны смогут жить и трудиться большое количество дней подряд, при необходимости существенно удаляясь от места посадки.
В первый раз мысль не просто лунохода, но миниатюрной самоходной базы была высказана американскими экспертами ещё в 2004-м, но сейчас, пройдя множество корректировок, она получила зримые очертания.
LER и его базисная платформа, талантливая функционировать самостоятельно (фотографии NASA).
В базе LER лежит лунный грузовик, сейчас взявший имя Chariot. Это роботизированная плоская платформа с 12 колёсами, сгруппированными по двое. Все они являются ведущими, и все смогут независимо поворачиваться на 360 градусов.
Это делает LER очень поворотливым. Он способен двигаться в любую сторону, хоть боком, и разворачиваться на месте.
Фактически обитаемый отсек лунохода похож на кабину какого-нибудь вертолёта — обзор прекрасный. Имеется кроме того особый выпуклый «пузырь» в нижней части остекления, для более пристального осмотра местности прямо перед носом автомобили.
Пузырь в нижней части кабины — это возможность «высунуть шнобель» поближе к увлекательному объекту. На верхнем снимке эту подробность лунохода апробирует обозреватель Technology Review Бриттни Саусер (Brittany Sauser), на нижнем – геолог Брент Гэрри (Brent Garry), участник нынешней экспедиции Desert RATS (фотографии Brittany Sauser/Technology Review, NASA).
В кабины расположен не только пульт управления. В её глубине предусмотрено много места для хранения оборудования. Имеется и спальные места и всё нужное для жизни.
Луноход XXI века — это мелкий дом на колёсах.
Любопытно кроме этого, что в LER имеется велотренажёр, вращая педали которого, космонавты смогут… заряжать аккумуляторная батареи лунохода!
Интерьер кабины может перегораживаться раздвижными шторками. Предусмотрены и «занавески» на иллюминаторах (кадры Brittany Sauser/Technology Review).
В его задней части привлекает внимание поднимающийся «капюшон», либо тент, под которым обнаруживается пара скафандров, как будто бы вросших в заднюю стенку кабины. Такое их размещение не просто так. Поясницы костюмов герметично соединены с самим LER, в котором позади имеется пара дверок для доступа в скафандры.
Брент Гэрри и космонавт Майк Гернхардт (Michael Gernhardt) контролируют удобство пристыкованных скафандров. На левом кадре (сделанном ещё на площадке одного из исследовательских центров NASA) тент с лунохода снят.
А по большому счету данный «капюшон» призван защищать скафандры от пыли и микрометеоритов (фотографии NASA).
В случае если космонавты захотят прогуляться по Луне, они залезут в собственные костюмы и, отсоединившись, смогут покинуть луноход. Возвращение — в обратном порядке. Для аккуратной стыковки «заднимходом» в совокупности предусмотрено пара хитростей.
По окончании того как космонавт пробрался в скафандр изнутри лунохода, автоматика закрывает его «пояснице», наряду с этим, обратите внимание, синхронно закрывается и створка кабины. Так что по окончании отстыковки человека луноход остаётся герметичным.
Замки, удерживающие скафандр на луноходе, – электромеханические. Для упрощения попадания спиной в стыковочный узел предусмотрены направляющие (фотографии Brittany Sauser/Technology Review, NASA).
Этот уникальный метод выхода и входа, названный Suit Port, в первый раз всплыл в концептуальных набросках экспертов NASA в 2007-м. Он разрешает сэкономить пространство на хорошем шлюзе.
Более того, Suit Port исключает необходимость разгерметизации всего лунохода, радикально уменьшает количество вредной лунной пыли, талантливой пробраться вовнутрь на протяжении операции «вход-выход», наконец, значительно экономит время. Так, на МКС подготовка к выходу в космос, надевание скафандров и фактически шлюзование занимает шесть часов. А LER его жители смогут покинуть менее чем за 10 мин..
Само собой разумеется, у лунохода имеется и пара простых люков — на правом и левом бортах. Лишь необходимы они для других целей. О них мы скажем чуть ниже.
Опять Майкл и Брент. Внизу: экспедиция Desert RATS проверила свойство LER и Chariot преодолевать разные препятствия (фотографии NASA).
Небходимо отметить, что, пребывав в костюмах, прикреплённых к стенке аппарата, космонавты также будут руководить луноходом (соответствующий джойстик имеется наоборот площадки со скафандрами).
Из увлекательных изюминок автомобили необходимо подчеркнуть 2,5-сантиметровый радиационный щит в стенках — безлюдные полости, каковые в настоящей экспедиции будут заполнены водяным льдом. Заодно он будет делать роль охладителя, помогающего удерживать температуру в кабине на приемлемом уровне.
Принципиальная возможность разделения кабины от лунохода и его 12-колёсной базы разрешает на одном шасси создавать разные совокупности. Но вот будет ли на Луне сниматься и надеваться кабина – неясно.
На тестах в пустыне одна кабина ездила, вторая легко стояла на опорах.NASA, без технических подробностей, но, информирует, что кабина от LER и его тележка смогут быть доставлены на Луну на отдельных посадочных ступенях и соединены уже на месте, а смогут быть высажены уже собранными. Ну а безлюдная тележка сама по себе возможно «запряжена» для перевозки научного оборудования, кабелей, энергетических подстанций и другого хороша, нужного для обустройства постоянной базы (фотографии Brittany Sauser/Technology Review, NASA).
Весит LER (на Земле, само собой разумеется) 4 тонны. Протяженность аппарата равна 4,5 метра. Мощность его образовывает всего 20 лошадиных сил, а максималка 10 км/ч, но очень спешить машине наподобие и некуда. Но она способна преодолевать 30-градусные подъёмы и переваливать через метровые валуны.
А основное — запас хода LER образовывает пара сот километров!
По крайней мере NASA говорит, что цель развития данного проекта — появление LER, талантливого пройти без зарядки порядка 480 км (рабочий прототип владеет более скромными возможностями). Соответственно, покорители Луны смогут в LER выполнять многодневные походы на расстояние более 200 километров от точки посадки и возвращаться обратно.
В последних полётах на Луну у космонавтов был открытый ровер, и они имели возможность, в теории, удаляться на нём от посадочной кабины только на пара километров максимум. Другими словами на расстояние, которое люди имели возможность пройти пешком при отказа автомобили.
Электромоторы LER питаются от литиево-топливных элементов и ионных аккумуляторов. В нынешней умелой версии лунохода батареи имеют удельную ёмкость 125 ватт-часов на килограмм, но окончательный вариант будет оснащён аккумуляторная батареями с удельным показателем 200 Вт-ч/кг (фото NASA).
Но внезапно в паре сотен километров от базы что-то произойдёт с LER? Замысел предусматривает посылку в район лунного «лагеря» сходу двух таких автомобилей. На первой пара космонавтов обязана выполнять вылазки, а вторая пара наряду с этим будет оставаться на базе (всего в каждой высадке на Селене будут учавствовать по четыре человека).
При необходимости вторая двойка сможет на своём луноходе добраться до застрявших товарищей и забрать их из неисправной автомобили. Два LER наряду с этим становятся бок о бок и стыкуются герметично. Космонавтам кроме того не нужно будет выходить наружу.
И не смотря на то, что номинальный экипаж одного LER — два космонавта, все его совокупности жизнеобеспечения расчитаны на четверых.
Принцип стыковки LER. В тестах в исследовательском центре и в опробованиях в пустыне подвижной была лишь одна из кабин, но, по идее, обе будут на колёсах (фотографии NASA).
LER — эластичная и универсальная совокупность. Сама кабина лунохода способна играть роль укрытия и постоянного домика на случай солнечных штормов.
Chariot же может употребляться космонавтами для движения громадных грузов. Наряду с этим руководить тележкой возможно стоя прямо на ней, или с пульта дистанционного управления. На Chariot, кроме того с кабиной лунохода наверху, в задней части платформы остаётся ещё пространство для дополнительной нагрузки, скажем, съёмного блока научного оборудования.
И это же шасси кроме этого возможно оборудовано бульдозерным ножом.
Вверху: на протяжении нынешней экспедиции Гернхардт и Гэрри воспроизводили работу космонавтов ночью. Внизу: новый луноход может играть роль бульдозера, действительно, контролировали это ещё до «высадки» в Black Point (фотографии NASA).
Но и это не всё. Из LER возможно сотворить двухкомнатную квартиру. Для чего направляться обратиться к помощи ещё одного примечательного аппарата.
Кличут его Атлет (ATHLETE). Это также самоходная платформа с беспрецедентной маневренностью, но круглая в плане. А основное её отличие от Chariot — свойство поднимать тяжести на приличную высоту.
В лунных экспедициях ATHLETE может употребляться для движения по территории базы самого разного оборудования. А одним из вариантов его применения будет включение этого робота-крана в состав особого жилого модуля. Вернее, инженеры собираются собрать, как из кубиков, такую совокупность.
Внизу — посадочная ступень Altair, на ней — ATHLETE с поджатыми лапами, а на «Атлете» — тот самый модуль, названный HAB.
Габаритный макет «Альтаира» с жилым отсеком HAB, удерживаемым многоногим «Богатырем» (фото Brittany Sauser/Technology Review).
По окончании посадки ATHLETE распрямляет собственные лапы, разворачивает их и приподнимает жилой отсек вверх, после этого он, как будто бы портальный кран, бережно отъезжает в сторону и мягко приседает вниз. Потом машина может подъехать к луноходу и пристыковать к его боковому люку «бочку» HAB, тем самым расширяя обитаемое пространство базы. Как это происходит, возможно заметить в этом ролике.
Большая скорость ATHLETE кроме этого образовывает 10 км/ч. Преодолеваемый подъём — до 35 градусов на жёсткой поверхности и до 25 градусов на песке.
ATHLETE покинул точку посадки и опустил собственную ношу вниз. На нижнем кадре ATHLETE перемещается, подготавливаясь к стыковке с луноходом (фотографии NASA).
На протяжении нынешней экспедиции её участники смоделировали 14-дневное нахождение космонавтов на Луне, доказав, что в течение этого срока два человека, например, смогут нормально жить в LER, совершая выходы из него в скафандрах. Сам LER за это время преодолел по песчаной и каменистой местности 142 километра.
И пускай это ещё не окончательная машина, которую пошлют на Луну, этот умелый экземпляр, по словам Майкла Гернхардта, близок к «боевому» варианту, как это вероятно.
Как видим, скафандры оставались отключёнными. Но тесты в пустыне, однако, имели громадную сокровище. Комфортно ли носить такие костюмы подолгу? Комфортно ли в них собирать образцы?
Под рукой ли нужные тумблеры? На нижнем кадре в кабине LER – Гэрри (фотографии NASA).
Кроме этого «крысы» смоделировали поиск потерявшихся на местности космонавтов, с применением намерено созданного для Луны навигационного оборудования. Навигационные спутники GPS Луну, по понятным обстоятельствам, не обслуживают. Так что было нужно разрабатывать новый комплекс, трудящийся конкретно на месте действия (о проблеме «спортивного ориентирования» на Селене и её ответе мы говорили).
В следующем ролике возможно заметить, как маневрен новый луноход, как он преодолевает различные препятствия, как его экипаж покидает аппарат в скафандрах, встроенных в заднюю стенку автомобили, как луноход подбирает с грунта ящик для научного оборудования и образцов и как LER стыкуется со второй подобной кабиной.
Американцы кроме этого попытались узнать, как виляет на работу космонавтов на поверхности Луны режим связи с центром управления. На протяжении экспедиции моделировались три типа связи: постоянная, очень ограниченная и с задержками во времени.
Помимо этого, в рамках лунной программы эксперты NASA создали маленькой беспилотный луноход K-10, что призван проводить дистанционную разведку окрестностей места посадки людей, составляя карты и передавая данные о возможно занимательных объектах.
K-10 также был испытан в аризонской пустыне. Масса этого ровера образовывает 80 килограммов, и он может нести до 5 килограммов научного оборудования, а также лидар, гигапиксельную цветную камеру и панорамную камеру для макросъёмки.
Большая скорость данной машинки образовывает 0,9 метра в секунду (фото NASA).
Программа высадки «десанта» Desert RATS в пустыне есть серьёзной составляющей лунного проекта США. Неудивительно, что именно тут возможно наглядно заметить — как будут проходить лунные миссии. О прошлых тестах разных лунных и марсианских аппаратов в пустыне вы имеете возможность определить из отечественного материала.
А на данной странице — взглянуть репортаж Technology Review о новинках кудесников из NASA и нынешней «полевой» работе Desert RATS.
Забавно, что наименование Desert RATS возможно кроме этого перевести как «чушь пустыни». Но представляется, что занятия этих ребят – далеко не чушь (фото NASA).
