Кометы и астероиды – древние строительные блоки планет, которые несут химические соединения, некогда, вероятно, ставшие основой жизни на Земле. Небесные тела представляют огромный интерес для науки, однако отправка роботизированных миссий в эти микрогравитационные среды крайне сложна.
Это наглядно продемонстрировала миссия Европейского космического агентства “Розетта”: крошечный зонд “Филы” не смог удержаться на поверхности кометы 67P Чурюмова-Герасименко и отскочил от нее. В конце концов аппарат очутился далеко не в идеальном месте.
Корень проблемы кроется в том, что кометы, подобные 67P, имеют очень слабые гравитационные поля по сравнению с Землей: обычный робот может попросту отскочить от поверхности. Роверы, работающие сегодня на Марсе, не смогли бы исследовать кометы, потому что колеса могут дать им достаточно инерции для того, чтобы устройство “упало” с небесного тела.
Для решения этой проблемы ученые из Лаборатории реактивного движения NASA объединились с исследователями из Стэнфордского университета и Массачусетского технологического института, чтобы создать робота, способного функционировать и собирать информацию в микрогравитационных средах. Прототип похож на куб, покрытый шипами, которые играют роль многочисленных “ног” устройства. Робот получил название Hedgehog (“Еж”) и он может быть использован как зонд, изучающий поверхности астероидов и комет.
“Hedgehog – новый тип робота, который может прыгать и кататься по поверхности без использования колес, – рассказывает Исса Неснас, лидер команды разработчиков. – Он имеет форму куба и может функционировать вне зависимости от того, на какую сторону приземлился”.
Внутри конструкции расположена система из трех маховиков, которые можно ускорять или замедлять для преобразования углового момента в движении, что позволяет роботу прыгать, вращаться, кататься и разворачивается. Робот может выкарабкаться, даже застряв в яме – этот маневр создатели назвали “торнадо”, так как устройство начинает активно вращаться на месте.
В настоящее время прототип обладает восемью шипами и весит около 5 кг, однако специалисты считают, что финальная версия, укомплектованная всеми необходимыми инструментами, будет весить более 9 кг. “Мы изготовили два прототипа Hedgehog с разными тормозными системами, чтобы понять их преимущества и недостатки”, – рассказывает ученый из Стэнфорда Марко Павоне, который выдвинул идею робота-ежа еще в 2011 г.
“Геометрия шипов робота влияет на его траекторию скачкообразного движения, – комментирует Бенджамин Хокман, ведущий инженер проекта. – Мы экспериментировали с несколькими конфигурациями шипа и обнаружили, что форма куба обеспечивала лучшую производительность в прыжке. Структура кубе также оптимальна для транспортировки на космическом корабле”.
В настоящее время оба прототипа тестируются в ходе параболических полетов на борту самолета С-9, и результаты выглядят впечатляюще.
В дальнейшем ученым предстоит сделать робота-ежа автономным и обеспечить возможность принимать команды с Земли. (Aex.ru/Машиностроение Украины и мира)