Исследовать Луну и марсианские пещеры станет проще с ReachBot

Как будущие роботы-исследователи смогут ориентироваться в сложных подземных условиях пещер и лавовых труб на Луне и Марсе? Это то, что исследовательский робот будет делать в будущем. Недавнее обучение Опубликовано в Робототехника Команда исследователей из Стэнфордского университета надеется заняться использованием нового робота-исследователя под названием ReachBot, который, возможно, сможет использовать свою уникальную механическую конструкцию для исследования глубоких пещер и лавовых трубок на Луне и Марсе в будущем.

здесь, Вселенная сегодня Обсуждает это удивительное исследование с Доктор Тони Чен, научный сотрудник Гарвардской лаборатории микроробототехники Гарвардского университета и ведущий автор исследования, относительно мотивации разработки ReachBot, важных выводов, шагов, которые, по его мнению, необходимо предпринять, чтобы ReachBot отправился на Луну, и как ReachBot может внести свой вклад в предстоящие миссии Артемиды. Итак, какова мотивация ReachBot?

Доктор Чен говорит Вселенная сегодня«ReachBot начинал как компания НАСА NIAC. [NASA Innovative Advanced Concepts] «Проект ReachBot, программа которого ориентирована на разработку перспективных и долговечных технологий. Основная мотивация ReachBot — обеспечить роботизированное исследование ранее недоступных планетарных сред (таких как лавовые трубы), которые могут обеспечить интересные научные открытия и достижения. .»

Что делает ReachBot уникальным, так это его способность маневрировать на сложной местности, например, на неровных, каменистых поверхностях, используя свои длинные конечности с вращающимися запястьями и ручками, управляемые рядом алгоритмов для определения наилучшего курса действий. Это позволяет ReachBot деформировать свое тело различными способами, перемещаясь по узким и широким областям в замкнутом пространстве, например, в трубе или пещере. Концепция ReachBot для использования в марсианских лавовых трубах обсуждается в Учеба 2021 (д-р Чен в качестве соавтора), с последующим тестированием прототипа в Исследование 2022 (доктор Чен в качестве ведущего автора), Улучшения прототипа в Исследование 2022 (д-р Чен в качестве соавтора) и дальнейшие улучшения в Исследование 2022 (доктор Чен как соавтор).

В этом исследовании исследователи протестировали ReachBot и его возможности внутри лавовой трубы на вулканическом поле Лавик-Лейк в пустыне Мохаве в качестве аналога марсианских лавовых трубок, опираясь на предыдущие исследования. Это включало исследование того, как ReachBot смог предсказать, как он будет захватывать каменные поверхности, спроектировать ручку, найти и выбрать каменную поверхность, а также как ReachBot работал в лавовой трубе, используя свои расширенные насадки, которые позволяют роботу маневрировать в экстремальных условиях. В конечном итоге исследователи обнаружили широкий спектр возможных расширений для ReachBot, а также предпочтение выпуклых (изогнутых наружу) каменных поверхностей, которые также могут обеспечить более сильное сцепление.

Доктор Чен говорит Вселенная сегодня«Лавовые трубы в пустыне Мохаве были выбраны потому, что они представляли собой систему пещер, похожую на лавовые трубы на Марсе. Это позволило нам частично перенести систему ReachBot в эту среду и исследовать, как различные подсистемы будут работать в реальной среде. ».

Это исследование стало результатом того, что международной группе исследователей во главе с Университетом Тренто в Италии удалось создать 3D-карту входа в вентиляционное отверстие на крыше лавовой трубы, расположенной в кратере Море Спокойствия (MTP) на Луне, используя радиолокационные данные, полученные из Лунный разведывательный орбитальный аппарат НАСА (LRO). Команда определила, что длина лавовой трубы может достигать десятков метров, а диаметр самого отверстия на крыше — около 100 метров, что указывает на то, что такие вулканические пещеры могут защитить будущих астронавтов от резкой солнечной и космической радиации, которая бесконечно падает на лунную поверхность. открывает путь для долгосрочного исследования Луны человеком.

Лавовые трубы уже давно изучаются с целью возможного будущего исследования человеком Луны и Марса, и к настоящему моменту на Луне наблюдалось более 200 вентиляционных отверстий в крыше. Защита будущих космонавтов от вредного космического излучения Предотвращает потенциально катастрофические последствия для здоровья.Отправка робота-исследователя раньше запланированного срока может помочь астронавтам и учёным определить лучшие лавовые пещеры, в которых астронавты смогут базироваться для длительных миссий. Итак, какие шаги, по мнению доктора Чена, необходимо предпринять, чтобы ReachBot действительно смог полететь на Луну?

«В настоящее время создан и протестирован в соответствующей среде лишь частичный прототип ReachBot», — говорит доктор Чен. Вселенная сегодня«Для продвижения этого проекта требуется множество других технологических разработок. Эти разработки включают, помимо прочего, дальнейшую разработку выдвижных космических подъемников, которые будут более подходящими для приложения ReachBot, прототипа полной системы, и дальнейшее тестирование в соответствующих средах».

Это исследование также проводится в то время, когда НАСА планирует впервые с 1972 года отправить людей на Луну в рамках программы агентства. Программа АртемидаВключая высадку первой в истории женщины и цветного человека на Луну. Эта программа началась с беспилотного полета Первая миссия Артемиды Кто взял космический корабль «Орион» и совершил несколько облётов Луны, испытывая во время миссии различные летательные аппараты. За этим последует пилотируемый полет Миссия Артемиды IIМиссия НАСА 2025 года, запуск которой запланирован на сентябрь 2025 года, будет состоять из 10-дневной миссии и четырех астронавтов (трое из НАСА и один из Канадского космического агентства), которые пролетят мимо Луны, не коснувшись ее поверхности.

Это будет первая пилотируемая высадка на Луну Третья миссия Артемиды, запланированное на сентябрь 2026 года, произойдет вблизи южного полюса Луны в надежде извлечь водяной лед, скрытый в глубоких темных кратерах, известных как постоянно затененные регионы (PSR). Хотя лавовые пещеры и трубы в настоящее время не являются частью программы, какой вклад ReachBot может внести в предстоящие миссии Артемиды?

«Как я упоминал ранее, ReachBot изначально разрабатывался как концепция исследования марсианских лавовых трубок», — говорит доктор Чен. Вселенная сегодня«Но на Луне также есть лавовые туннели, которые ReachBot также может предоставить с интересными возможностями для исследования. Эти вулканические туннели могут стать домом для будущих исследователей космоса, и ReachBot может помочь исследовать эти пещеры, чтобы предоставить важные данные и мощные возможности манипулирования для потенциального строительства». миссии».

Как ReachBot поможет улучшить исследование лавовых пещер на Луне и Марсе в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, поэтому мы заботимся о науке!

Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!