Багира

Вторник, 11 21st

Последнее обновлениеСр, 08 Нояб 2017 2pm

Тайны истории на Дзене — Дзен-канал «Тайны истории»
Тайны истории в Telegam — Телеграмм-канал «Тайны истории»

В родной старой песне были слова: «На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы». Авторы имели в виду отважных космонавтов-первооткрывателей, но вышло так, что людей опередили роботы. Сегодня с их помощью мы обладаем бесценной информацией о Луне и Марсе, благодаря чему человечество вновь стало делать гигантские скачки в освоении космоса.

Космические роботы — покорители иных миров

Журнал: Тайны вселенной №6(116), 2017 год
Рубрика: Космонавтика
Автор: Владимир Антонов

Навсегда первые

Фото: марсоходНа заре космических полётов людям казалось, что покорение космоса произойдёт буквально на их глазах — как поколением ранее произошло покорение воздушной стихии.
Но космос преподнёс множество неприятных сюрпризов. Оказалось, что за пределами магнитного поля Земли, действующего как огромный щит, солнечная радиация достигает уровня, при котором длительное облучение становится губительным для организма. Долговременное пребывание в невесомости или пониженном поле тяготения вызывает не только ослабление мышц, но и деградацию костной ткани, делая возвращение на Землю проблематичным. Окружающее нас безбрежное пространство оказалось куда более враждебным, чем предполагалось. Именно большой риск здоровью и жизни космонавтов остаётся одним из главных препятствий для организации экспедиций к иным мирам. Однако развитие техники открыло человечеству иной путь к удовлетворению любопытства, и вместо хрупких живых существ за пределы Земли полетели управляемые роботы. Именно они сегодня оставляют на поверхности небесных тел следы колёс.

Знаете ли вы что…

Необычный ремонт «автомобиля» пришлось делать экипажу «Аполлона-17» после того, как сломалось защитное крыло их пассажирского планетохода. Один из членов экипажа случайно зацепил молотком крыло над одним из колёс. В результате поднимаемая во время движения пыль оседала на скафандрах, элементах конструкции луномобиля, вызывая их перегрев и сбои в работе. Астронавтам пришлось делать ремонт с помощью… карт местности и скотча. Склеив вместе несколько листов, они примотали их к планетоходу клейкой лентой. Выглядело не очень, зато экипаж «Аполлона-17» спокойно завершил миссию.

Первым в мире планетоходом — именно так называются исследовательские роботы, приспособленные для перемещения по поверхности небесного тела, — был советский аппарат «Луноход-1», благополучно прилунившийся 17 ноября 1970 года. Программа «Лунохода» стала своеобразным реваншем за то, что Советский Союз не смог первым высадить космонавта на спутнике Земли. Вместо этого было решено продемонстрировать нечто совершенно невиданное — робота, словно сошедшего со страниц научной фантастики.
В те годы программирование и автоматизация оставляли желать лучшего. Поэтому «Луноход» управлялся дистанционно, с Земли, специально отобранным экипажем. С учётом дублирующих пилотов общая численность команды, отвечавшей за передвижение и работу научного оборудования, достигала одиннадцати человек. Планетоход проработал до 14 сентября 1971 года, за это время проехав 10,5 километров — кажется немного, но задачей космического аппарата были вовсе не гонки, а исследование поверхности небесного тела. С чем он прекрасно справился, переслав на Землю множество фотографий, проведя химический анализ лунного грунта в двадцати пяти точках. Через два года по следам предшественника отправили «Луноход-2», начавший своё путешествие в январе 1973 года. Пройдя по поверхности Луны сорок два километра, он поставил рекорд по дальности поездки для космических аппаратов, державшийся не одно десятилетие, и провёл видеосъёмку окрестностей по маршруту следования.

Ручное управление

Казалось бы, успехи советских аппаратов должны были ещё в 1970-е годы пробудить интерес к роботизированным экспедициям по всей Солнечной системе. Но этого не произошло по причине сложности управления техникой на огромном расстоянии, для преодоления которого сигналу с нашей планеты требуется некоторое время. От Земли до Луны радиоволна летит 1,28 секунды, так что любая команда «Луноходу» передавалась почти с трёхсекундной задержкой. Любая экстремальная ситуация могла стать для аппарата последней просто потому, что операторы в центре управления узнали бы об опасности слишком поздно. И если роботом на спутнике нашей планеты ещё можно было как-то управлять на расстоянии, то отдавать команды марсоходу просто нереально. В зависимости от расположения планет сигнал до Марса идёт от трёх с небольшим до двадцати двух минут. Пока операторы на Земле получат информацию об опасности, марсоход успеет десять раз попасть в аварию.
Советские инженеры пытались решить эту проблему созданием автоматической системы управления, но несовершенство технологий тех лет привело к провалу. Когда на Марс попытались направить аппарат ПрОП-М (Прибор оценки проходимости), он перестал работать через четырнадцать секунд после посадки. В США разработке автоматических планетоходов и вовсе предпочли создание лунного автомобиля, которым бы управляли члены пилотируемой экспедиции. Такое транспортное средство вмещало двух пассажиров и могло перевозить 490 килограммов груза. НАСА снабдило «луномобилями» экипажи трёх последних «Аполлонов».

Покорители Марса

После того как лунные программы по обе стороны океана были свёрнуты, о планетоходах забыли на долгое время, их последние модели стояли и пылились, как памятники эпохе энтузиазма, выходившего далеко за пределы технических возможностей. Конструкторы космических аппаратов сосредоточились на орбитальных спутниках или зондах, запускаемых для дистанционного осмотра далёких планет. И лишь во второй половине 1990-х годов ситуация поменялась.
Первой ласточкой стала миссия Национального аэрокосмического агентства Mars Pathfinder, название которой можно перевести как «Первопроходец Марса». Автоматическая марсианская станция, прибывшая на Красную; планету, доставила туда небольшой десятикилограммовый марсоход «Соджорнер». Несмотря на сходство, этот дальний родственник советских луноходов принципиально отличался от них—примерно как современный человек отличается от питекантропа. Им не надо было управлять с Земли. Достижения компьютерной техники и программирования) позволили инженерам создать полностью автономный аппарат, управляемый процессором Intel 80C85. «Соджорнер», в прямом смысле, осматривал окрестности своей стереоскопической видеокамерой, и из увиденного благодаря программному обеспечению формировалась трёхмерная карта местности. А уже она сопоставлялась со снимками из космоса, загруженными в память аппарата. Планетоход мог самостоятельно определять, сможет ли он безопасно пройти по маршруту, при необходимости обходя препятствия и прокладывая самый безопасный и по возможности короткий путь к намеченной учёными цели.
Хотя «Соджорнер» проехал по марсианской поверхности скромных сто метров, это был несомненный успех: впервые в истории человечество отправило к другой планете автоматизированное транспортное средство, способное перемещаться без команд с Земли. «Соджорнер» доказал, что использование роверов может быть оправданным. Уже следующая миссия на Марс, начавшаяся в 2004 году, опиралась на использование сразу двух планетоходов — «Спирит» и «Оппортьюнити», весом по 185 килограммов каждый, снабжённых разнообразной аппаратурой для проведения геологических исследований. Их успех оказался просто феноменальным. Вместо запланированных трёх месяцев «Спирит» проработал почти пять лет и четыре месяца, а «Оппортьюнити» до сих пор колесит по Марсу, тщательнейшим образом обследовав десятки километров поверхности другой планеты. Благодаря их работе учёные получили уникальную возможность тщательно проанализировать почву Марса, узнав о его геологии больше, чем за предыдущие сотни лет. В частности, было неопровержимо доказано, что в древности здесь было большое количество воды и, возможно, существовала жизнь. Поисками её следов сегодня занимается ещё один робот, «Кьюриосити», присоединившийся к своему собрату в 2011 году.

Знаете ли вы что…

Компания Google начиная с 2007 года проводит соревнование на создание нового лунохода. По условиям открытого конкурса Google Lunar X PRIZE победителем станет тот, кто сможет доставить передвижной автоматический аппарат на орбиту Луны, совершить мягкую посадку, проехать не менее пятисот метров и передать на Землю видеозапись происходящего в высоком разрешении. В случае выполнения всех этих условий призёр получит 20 миллионов долларов. На данный момент о своём участии в соревновании заявили 16 команд из 11 стран.

Пилотируемые роботы

Сегодня с разработкой транспорта для далёких планет связывают большие надежды, ведь он может добраться в места, куда путь человеку ещё долгое время будет заказан. И речь идёт не только о Луне и Марсе, но и о Венере и планетах внешней Солнечной системы.
Кроме США свои аппараты сегодня собирают и другие страны и космические агентства, до конца текущего десятилетия планируется отправка ряда автоматических роверов. Технологии, позволяющие им самостоятельно функционировать без приказов с Земли, с каждым годом совершенствуются, а это означает, что уже в ближайшем будущем планетоходы смогут решать более сложные задачи. Сегодня их скорость ограничена несколькими километрами в час, да и то на практике она часто недостижима, поскольку робот вынужден долго обдумывать каждый свой шаг. Представьте, как всё изменится, если машина сможет прокладывать маршрут с уверенностью опытного пилота/человека? Район, доступный для исследования, расширится в разы, и поток научных данных буквально хлынет на нашу планету. Кроме того, развитие автоматизированных систем вполне может привести к созданию беспилотных самоуправляемых летательных аппаратов, которые могут существенно помочь в исследованиях.
Конструкторы не оставляют и разработку транспортных средств для космонавтов, ведь, несмотря на все препятствия, люди по-прежнему желают оставить свой след на поверхности иных миров. Так, сегодня проходит испытание прототип лунного транспортного ровера Small Pressurized Rover, имеющего герметичную кабину для двух человек. Его создатели надеются, что их детище сможет спокойно удаляться на тысячу километров от места посадки и иметь резерв системы жизнеобеспечения на две недели автономного путешествия. Похоже, скоро нас ждёт новый рывок в космические просторы.

Канал сайта

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Вы здесь: Главная Статьи Космос и вселенная Ракетостроение и космонавтика Космические роботы — покорители иных миров