|
Робот мог бы перепрыгивать через гейзеры Энцелада
|
|
|
|
Передвижение заставляет предметы двигаться, и некоторые виды передвижения позволяют им двигаться лучше, чем другие. Эти более эффективные виды передвижения меняются в зависимости от окружающей среды, что особенно актуально для освоения космоса. Методы, которые могли бы хорошо работать на Земле или даже на других планетах, такие как вертолеты, могут оказаться совершенно бесполезными на других. Но специализированных видов передвижения предостаточно, и гранты Института передовых концепций НАСА (NIAC) на первую фазу в этом году включают в себя более детальный обзор одного из таких специализированных видов — прыжков.
|
|
|
|
В рамках программы Legged Exploration Across the Plume (прыжок) будет использоваться специально разработанный прыгающий робот для изучения нижних частей массивных шлейфов, испускаемых Энцеладом. Концепция основана на роботе-прыгуне Salto, первоначально разработанном командой из Калифорнийского университета в Беркли. Джастин Йим, ныне профессор Иллинойского университета и получатель гранта NIAC на первом этапе, работал над этим в рамках своей докторской диссертации.
|
|
|
|
В интервью Fraser доктор Йим подробно рассказывает о том, что делает Salto уникальным. Доктор Йим считает, что благодаря своим размерам, которые составляют всего около 50 сантиметров, и весу, который планируется составлять менее 0,5 кг, робот сможет прыгать на высоту до 100 метров по горизонтали на поверхности Энцелада.
|
|
|
|
|
|
|
Это значительное преимущество перед другими видами передвижения по ледяной Луне. На Энцеладе нет атмосферы, поэтому полет должен осуществляться с помощью ракеты, которая будет расходовать топливо, а не с помощью несущих винтов, как это удалось сделать Ingenuity на Марсе. Однако поверхность также обледенелая и неровная, что делает использование вездехода на колесах непрактичным.
|
|
|
|
Прыжки, однако, сочетают в себе лучшее из обоих миров. Для этого требуется относительно немного энергии, и, как таковые, их можно выполнять несколько раз, не разряжая аккумулятор робота. Но при этом они не зависят от рельефа местности и преодолевают самые сложные участки. Это также позволило бы роботу перепрыгивать непосредственно через нижнюю часть шлейфов, которые Энцелад выбрасывает в систему Сатурна, остатки которых образуют одно из впечатляющих колец Сатурна.
|
|
|
|
Ни один другой вид передвижения не смог бы подобраться так близко к источнику выбросов, и поскольку эти выбросы являются одними из самых интересных частей Энцелада, изучение их вблизи привлекательно по многим причинам.
|
|
|
|
В частности, одна из миссий, орбитальный аппарат "Энцелад", который был предложен в качестве флагманской миссии, поддерживаемой Десятилетним обзором 2023 года, сможет запечатлеть верхние части гейзера, когда он пролетит через один из них на своей орбитальной траектории, но не сможет собрать какие-либо данные о его нижних частях. По крайней мере, как первоначально предполагалось, его спускаемый аппарат не сможет пройти через гейзер.
|
|
|
|
Однако LEAP потенциально может использовать эту систему в качестве стартовой платформы. Использование посадочного модуля в качестве стартовой платформы значительно сэкономит время на проектировании самого робота. Он может даже использовать Orbilander в качестве станции подзарядки, что позволит ему исследовать еще более отдаленные районы.
|
|
|
|
Однако есть некоторые проблемы — в первоначальном дизайне Salto было только одно колесо реакции, которое позволяло инженерам управлять шагом робота, позволяя ему выполнять маневры по выравниванию для многократных прыжков со стен, как это делают персонажи в видеоиграх. Однако, чтобы по-настоящему управлять роботом, LEAP потребовались бы два других реактивных колеса для управления поворотом и креном, что дало бы инженерам прямой контроль над всеми тремя осями ориентации робота.
|
|
|
|
Доктор Йим добавил, что в рамках первого этапа исследования исследователи планировали оценить использование этих реактивных колес для управления движением в этих трех измерениях, чтобы помочь выровнять робота, если он упадет. Учитывая шероховатую и скользкую от льда поверхность Энцелада, рано или поздно он, несомненно, упадет.
|
|
|
|
Как доктор Йим обсуждает с Фрейзером, у роботов всегда есть компромисс между размером, весом и возможностями. Даже более крупные версии LEAP не обязательно смогут перемещаться так же далеко и эффективно, как меньшие, хотя они могут нести больше полезной нагрузки. Одним из ограничений, присущих маленькому прыгающему роботу, является ограничение массы, накладываемое на его способность к прыжкам. Поэтому доктор Дж. Yim ожидает, что простые приборы, такие как расходомер и камера, будут в большей степени соответствовать тому, что LEAP сможет передать в plume, чем более сложные приборы, такие как масс-спектрометр, которые могли бы дать больше информации, но были бы слишком громоздкими для jumping.
|
|
|
|
Как и все проекты первой фазы NIAC, этот проект все еще находится на ранней стадии разработки. Ожидается, что результатом этого этапа станет тематическое исследование, в котором будут показаны параметры, которые необходимо учитывать при любом будущем проектировании или создании прототипов. Независимо от того, попадет ли он на Энцелад или нет, концепция прыжков, лежащая в основе LEAP, по-видимому, станет важным стилем передвижения для многих будущих роботов, поэтому ожидайте увидеть больше прыжков рядом с вами в ближайшее время.
|
|
|
|
Источник
|
