Когда-нибудь воздушный шар сможет исследовать Титан
Новые способы передвижения по другим небесным телам всегда привлекают внимание сообщества исследователей космоса. Здесь, в Калифорнийском университете, мы рассказывали обо всем - от роботов, которые подвешиваются к стенам марсианских пещер, до роботов, которые прыгают, используя струи газа, добываемого в местных условиях. Но мы еще не рассказывали об идее "ходячего" воздушного шара.
Но именно эта идея лежит в основе проекта "Передвижение на воздушном шаре для экстремальной местности", или "БАЛЕТА", разработанного Хари Найяром, главным робототехником Лаборатории реактивного движения НАСА, и его коллегами.
Вы можете спросить, как именно воздушный шар "ходит"? Поднимая и перемещая одну из своих шести ножек. Архитектура БАЛЕТА включает в себя воздушный шар с положительной плавучестью, поддерживающий шесть "ножек", прикрепленных к регулируемым тросам. "Ножки" - это небольшие научные пакеты, способные брать небольшие образцы поверхности или анализировать химический состав той части поверхности, к которой они прикасаются.
Каждая ступня прикреплена к трем тросам, которые управляются шкивами индивидуально. Когда ступня выполняет свою научную работу в заданном месте, BALLET втягивает тросы для стопы, отрывая ее от поверхности. Затем он удлиняет тросы, используя их разную длину, чтобы установить опору на новое место.
Предварительное исследование концепции было проведено в рамках гранта Института перспективных разработок НАСА (NIAC) в 2018 году. Это исследование показало, что для обеспечения устойчивости воздушного шара лучше отрывать от земли две противоположные ноги одновременно. Это также продемонстрировало, где эта концепция была бы наиболее полезна — на Титане.
Передвижение на воздушном шаре обычно рассматривается где-нибудь на Венере, где он мог бы парить в атмосфере в условиях, сходных с земными. Однако на такой высоте управление полезной нагрузкой, размещенной на земле, было бы чрезвычайно сложным. Кроме того, суровые условия, расположенные достаточно близко к земле, чтобы это было возможно, сделали бы требования к материалу системы неприемлемыми.
Аналогичным образом, воздушный шар мог бы работать и на Марсе, но высокие скорости ветра в разреженной атмосфере затруднили бы управление воздушным шаром. Титан предлагает лучшее из обоих миров — относительно стабильную плотную атмосферу, в которой воздушный шар с отрицательной плавучестью был бы вполне осуществим, и стабильные условия окружающей среды, при которых балет не разносился бы повсюду.
Здесь также есть много интересных мест для изучения, в том числе криовулканы и метановые озера. BALLET позволит преодолевать даже самые труднопроходимые участки местности без учета факторов, которые могут существенно повлиять на возможности марсохода или вертолета, таких как запланированная миссия Dragonfly.
Однако по-прежнему существует множество конструктивных соображений, таких как сложность одновременного управления всеми различными параметрами, такими как ориентация воздушного шара, длина каждого из 18 кабелей и определение маршрута. После завершения первой фазы проекта разработка концепции, по-видимому, приостановлена в связи с получением дальнейшего финансирования от НАСА.
Однако, с точки зрения применения, у BALLET также есть несколько очевидных возможностей на Земле. Один из них, который сразу же приходит на ум, - это сбор "конкреций" в рамках подводной добычи полезных ископаемых.
Учитывая возросшую потребность в кобальте и других материалах, содержащихся в этих конкрециях, и негативную репутацию, связанную с разрушением морского дна при традиционных методах добычи, эта идея может стать одной из тех редких идей для освоения космоса, которые скорее найдут применение на Земле, чем за ее пределами.
