NASA разрабатывает робота для исследования ледяной луны Сатурна

Лаборатория реактивного движения (JPL) NASA создала самоходного автономного робота, предназначенного для исследования экстремальных внеземных ландшафтов. Робот, получивший название Exobiology Extant Life Surveyor (EELS), был вдохновлен желанием поискать жизнь под поверхностью Энцелада, одной из 83 лун Сатурна.

В середине и конце 2000-х годов, когда космический аппарат Cassini передал на Землю снимки Энцелада ученые обнаружили, что эта луна скрывает под своей корой соленый океан. Ее уникальность, заключается в том, что она постоянно выбрасывает в космос шлейфы ледяных частиц из этого океана.

Изучение этих шлейфов и узких жерл, из которых они выходят, и послужило причиной разработки EELS. Разработка прототипа началась в 2019 году, а с 2022 команда JPL проводит ежемесячные полевые испытания для усовершенствования аппаратного и программного обеспечения робота, чтобы он мог работать автономно.

Текущая итерация EELS имеет длину 4 м и весит около 100 кг. Его 10 одинаковых вращающихся сегментов используют винтовые движители для перемещения и сцепления с поверхностью. Команда EELS экспериментировала с различными движителями для использования на разных участках местности: 3D-печатные для рыхлой местности и более острые металлические винты для льда. Команда протестировала EELS на горнолыжном курорте в Южной Калифорнии, на крытом катке и на песчаной местности.

«У нас другая философия разработки роботов, чем у традиционных космических аппаратов, с множеством быстрых циклов тестирования и исправлений, — говорит Хиро Оно, главный исследователь JPL. — Существуют десятки учебников о том, как спроектировать четырехколесный автомобиль, но нет учебника о том, как спроектировать автономного робота. Мы должны написать свой собственный».

Учитывая дефицит связи между Землей и дальним космосом, способность EELS работать автономно очень важна. Если у него возникнут проблемы, он должен быть способен самостоятельно восстановить работоспособность, не полагаясь на помощь человека.

«Представьте себе автомобиль, который едет автономно, но нет ни знаков „стоп“, ни светофоров, ни даже дорог, — говорит Рохан Таккер, руководитель проекта по автономии. — Робот должен понять, что такое дорога, и попытаться следовать по ней. Затем ему нужно спуститься с высоты 30 м и не упасть».

Для обеспечения автономности EELS использует четыре пары стереокамер и лидар для создания трехмерной карты окружающей среды. Робот использует эту информацию для создания навигационных алгоритмов, чтобы легче преодолевать сложные пространства.

Чтобы проверить картографические возможности EELS, в прошлом году команда JPL опустила голову робота, которая содержит стереокамеры и лидар, в вертикальную шахту на леднике Атабаска в канадских Скалистых горах. Сообщается, что они вернутся на ледник в сентябре с обновленной версией EELS.

«Пока что мы сосредоточились на автономных возможностях и мобильности, но со временем мы рассмотрим, какие научные приборы мы можем интегрировать в EELS, — сказал Мэтью Робинсон, руководитель проекта EELS. — Ученые скажут нам, куда они хотят отправиться, что их больше всего интересует, и мы предоставим робота, который доставит их туда».

Адаптивность EELS означает, что, помимо Энцелада, робот-змея может быть использован для исследования полярных шапок Марса или глубоких ледяных расщелин на нашей планете. Ученые надеются, что робот будет завершен к осени следующего года.