Робототехника имеет критическое значение для НАСА в исследовании Марса

Марсоход Curiosity оснащен лучшим научным оборудованием, однако ни одна из его задач не может быть выполнена без установленных на нем разнообразных роботов. Источник: NASA/JPL

Ведущий инженер Лаборатории реактивного движения НАСА Луиза Жандура, отвечающая в проекте Curiosity за системы взятия образцов, считает, что впечатляющие научные результаты, которые уже получены и будут получены в ходе выполнения миссии, были бы невозможны без достижений в области робототехники.

«Это область знания имеет определяющее значение в проекте исследования Марса, — сказала она. — Успехи в области робототехники стали определяющими в создании мобильной лаборатории, способной двигаться в разных направлениях и разворачиваться. Кроме того, мы смогли сконструировать манипулятор, способный 'дотянуться' до многих интересных объектов».

Создание Curiosity обошлось в 2,5 млрд долл. 6 августа он успешно опустился на поверхность Марса. Проект по изучению Марса рассчитан на два года, в течение которых марсоход будет сохранять работоспособность. На марсоходе установлено десять крупных научных систем, он оснащен манипулятором длиной 1,75 м.

Это самый крупный, самый дорогой марсоход из всех, отправленных НАСА на Марс, он оснащен лучшим научным оборудованием. Однако ни одна из его задач не может быть выполнена без установленных на нем разнообразных роботов.

Жандура отметила, что Curiosity служит зримым воплощением масштабных достижений в области робототехники, каких еще не удавалось добиться при создании машин. «По размеру Curiosity не превышает большой внедорожник, — сказала она. — Для создания его робототехнической 'начинки' специалисты модернизировали все системы его предшественников — Opportunity и Spirit».

Ученые НАСА (слева направо, сверху вниз) Луиза Жандура, Ави Окон, Бретт Кеннеди, Дэн Саншайн, Джой Мелко и Мэтт Орзевалла работали над манипулятором тестовой машины, точной копии Curiosity. Тестовую машину на Марс не послали. Источник: NASA/JPL

Марсоходы Spirit и Opportunity — это два наиболее удачных проекта НАСА. Миссия Spirit была прекращена в прошлом году, так как связь с машиной была утрачена, но вместе оба марсохода проработали на поверхности Марса в общей сложности шесть лет, то есть намного дольше трех месяцев, на которые изначально рассчитывали инженеры НАСА.

Марсоход Opportunity работает до сих пор. Его программное обеспечение было модернизировано, оно расширено средствами искусственного интеллекта, чтобы машина могла принимать самостоятельные решения, какие скалы или геологические формации требуют остановки и анализа.

И Spirit, и Opportunity были оснащены 60-сантиметровыми манипуляторами. Длина манипулятора Curiosity — 1,75 м. Жандура отметила, что конструкции манипуляторов аналогичны, но манипулятор Curiosity рассчитан на большую нагрузку и оснащен более совершенными механизмами.

Например, на Spirit и Opportunity был установлен абразивный резец для измельчения скальных пород. Марсоходы предшествующих моделей могли проводить наблюдения, но не могли брать проб.

На манипуляторе Curiosity установлен бур такой мощности, что он способен превращать скалы буквально в песок. Он может затем произвести забор этого песка, отсортировать более крупные и мелкие фрагменты и загрузить последние в соответствующие системы для анализа.

Мачта Curiosity, несущая на себе несколько камер, оборудована также автоматическими шарнирными соединениями, обеспечивающими вращение камер и выполнение цветных снимков высокого разрешения или снятие видеофрагментов.

Шесть колес марсохода также имеют автоматические шарнирные соединения.

«Мы можем дать марсоходу команду двигаться на колесах, и, руководствуясь изображениями, которые поступают с камер, машина обходит препятствия», — пояснила Жандура.

Она добавила, что инженеры НАСА смогли усовершенствовать роботы Curiosity благодаря знаниям, полученным в ходе предыдущих двух миссий.

«Всякий раз, когда мы начинаем создавать машину для работы на другой планете, мы опираемся на уроки, полученные во время исследований, выполнявшихся другой машиной, — пояснила Жандура. — Мы учимся увеличивать размеры систем и повышать их мощность и функциональность».

Время, когда группа трудилась над созданием марсохода, стало для каждого ее члена едва ли не самым интересным в жизни.

«Я до сих пор не могу сдержать волнения, когда смотрю на небо и вижу там крохотную точку — планету Марс, — сказала Жандура. — Я всегда думаю, каким увижу Марс завтра, придя на работу, благодаря всем камерам и всем приборам, анализирующим эту планету. С этим мало что может сравниться».