Марсоход Curiosity

Из живых марсоходов остался лишь один - Opportunity. Поэтому, NASA в этом году планирует запулить на Марс нового поселенца - марсоход Curiosity (проект Mars Science Laboratory). В общем, хотелось бы начать популяризацию этого проекта, и обратить внимание уважаемых читателей на конструкторские решения инженеров, которые этот новый марсоход создают.

Итак, запуск запланирован на ноябрь этого года, а в августе 2012го аппарат уже должен будет совершить посадку на красную планету. Общий бюджет проекта составляет 2.3 миллиарда долларов (~69 миллиардов рублей). Марсоход Curiosity имеет очень внушительные размеры, заметно больше Opportunity и Spirit, и представляет собой передвижную химическую лабораторию. Помимо функций передвижения колесно-шагающим способом, Curiosity также имеет роботизированную руку, на которой установлены камера, бур и приспособление для забора проб грунта.

Сейчас проект находится на этапе доделки и тестирования. К примеру, вот видео, показывающее первые «шаги марсохода» :)

Что же, будем надеяться, что NASA сделает выводы и постарается исправить все недостатки уже потерянных на Марсе аппаратов. А чтобы понять, что именно нужно исправить - давайте быстренько вспомним о выбывших из строя марсоходах, и проанализируем их слабые стороны.

Брат-близнец выжившего Opportunity, Spirit, потерявший еще в 2009 году способность к передвижению и переименованный в стационарную станцию по изучению Марса, очевидно, плохо пережил марсианскую зиму, и вот уже 9 месяцев не выходит на связь. Несколько зим до этого он пережил удачно (ведь Spirit совершил посадку на Марс еще в январе 2004го года!), однако из-за его стационарного положения, солнечные батареи оказались повернуты под неверным углом к Солнцу, и поэтому не могли вырабатывать столько энергии, сколько в предыдущие зимовки. Отсутствие энергии повлекло за собой переохлаждение аппарата, и это могло послужить причиной его выхода из строя.

Впрочем, надежды на возрождение Spirit'а еще есть, хотя и небольшие. Поэтому, хоронить его полностью пока не будем :)

Другой недавний проект, Феникс (Phoenix Mars Lander), также был потерян в ходе марсианской зимы, судя по снимкам орбитальной станции - из-за повреждений солнечных батарей (на снимках отсутствует отблеск от одной из панелей). Феникс, напомню, не являлся марсоходом, это стационарный спускаемый аппарат, однако же у него имелась роботизированная рука, поэтому в блоге я не раз о нем писал.

Помимо зимних невзгод, серьезную опасность для марсоходов также представляют марсианские пылевые бури. Spirit и Opportunity доказали, что пережить пылевую бурю можно, но это порой чрезвычайно сложная задача. И помимо механических и электростатических опасностей, существует еще вероятность, что солнечные батареи аппаратов попросту окажутся занесены слоем пыли и песка, а значит те же самые проблемы с энергией обеспечены.

В общем, прослеживается явная тенденция - марсианские роботы умирают из-за... солнечных батарей! Получается, это наиболее уязвимая часть марсоходов, и в будущих проектах (в Curiosity в частности), хотелось бы увидеть, как с этим будут бороться.

Направлений решения энергетической проблемы существует всего два, несложно догадаться каких:

1. Создание некоего устройства, которое сможет автоматически протирать или заменять солнечные батареи.
2. Поиск иных источников энергии.

На самом деле, оба направления важны, хотя первое кажется не слишком перспективным. Но ведь совсем отказываться от солнечных батарей в случае их выхода из строя - тоже довольно странная идея, ведь такие батареи прекрасно справлялись с задачей обеспечения энергией Spirita и Opportunity на протяжении нескольких лет! Не думаю, что изготовление неких поворотных участков батарей будет слишком сложной задачей. Ток от каждого из участков довольно легко измерить, и передать эти значения оператору, который сможет в случае необходимости перевернуть нужные участки и посмотреть, какой эффект это возымеет. Благодаря большому количеству подвижных участков, получается система, на порядок более стойкая к механическим повреждениям и запылению.

Ну и конечно, поиск новых источников энергии - это очень нужная и актуальная задача, я бы сказал это задача номер один для современных марсоходов. И здесь я тоже вижу несколько вариантов:

1. Автономные источники энергии. Тут имеются в виду, безусловно, атомные батареи.
2. Попытка добычи энергии из окружающего мира. На марсе источников энергии немного. Пустыня же голая, из привычных нам источников - разве что ветер... Но в свете наличия пылевых бурь с чудовищной скоростью ветра, этот источник очень опасен (при чересчур большой скорости, ветряк может даже взорваться).
3. Химическая переработка (или сжигание) топлива, которое можно получить прямо на Марсе. Однако, пыль, камни и песок - не слишком подходят на роль топлива, а что-то другое в марсианской пустыне найти удастся едва ли...

Уже из вариантов, видно, что наиболее подходящим является первый вариант - использование атомных батарей. Простейшие варианты таких батарей использовались на марсоходах и раньше, однако они служили лишь обогревающим целям.

Именно такой путь избрали и ученые NASA. Более того, на этот раз они вообще не стали заморачиваться с солнечными батареями. Питание Curiosity полностью автономное!

Для питания марсохода, учеными был разработан особый радиоизотопный генератор (multi-mission radioisotope thermoelectric generator, MMRTG). Топлива в нем - около 5 килограмм, по большей части, диоксида плутония-238. Этот генератор очень неплохо обогревает окружающую его среду, благодаря чему Curiosity теперь может переносить температуры вплоть до -127 градусов по Цельсию! Помимо обогрева, он также генерирует 120Ватт электрической энергии, этого марсоходу должно хватить для выполнения собственных функций. Вообще, MMRTG - это довольно старая разработка, и документация по этому генератору (на английском языке) уже давно присутствует в интернете.

В целом, благодаря MMRTG, Curiosity сможет прожить на Марсе как минимум пару лет. Не так оптимистично конечно, как потенциально бесконечные солнечные батареи, но зато намного более надежно. А надежность в исследованиях космоса - это самое важное!

Дополнительные материалы

• Живая трансляция - изображение с камеры, установленной в помещении, где создают марсоход Curiosity.
• Страница на Википедии - неплохая обзорная страница на Википедии, пожалуй, даже лучше чем на официальном сайте проекта. Есть и русская версия этой страницы, но переведено, к сожалению, очень немногое.
• Компьютерная анимация - моделирование процесса посадки и работы Curiosity. Весьма необычный вариант посадки, рискованный даже, надо сказать... Видимо, старые варианты были отвергнуты из-за большой массы аппарата.

Живучие космические роботы

Главное для любого космического аппарата - его живучесть. И способность "восставать из мертвых".

Прошло около полутора лет с тех пор, как я последний раз упоминал о проекте Феникс (Phoenix Mars Lander) - марсианском стационарном спускаемом аппарате с манипулятором, который успешно работал на Марсе более 5 месяцев, с 25го мая 2008го года по 2е ноября 2008го года.

И только сейчас, заглянув случайно на сайт NASA, я начинаю понимать, почему его так назвали. Легендарная способность птиц-фениксов восставать из пепла - оказывается, была и в самом деле воплощена в этом аппарате.

Дело в том, что Феникса высадили в полярном регионе, а огненные птицы не слишком живучи в холодных областях :). Поэтому, когда марсианское лето подошло к концу, аппарат начал серьезно страдать от нехватки солнечного света, необходимого для подпитки аккумуляторов аппарата через солнечные батареи. Через некоторое время Феникс совершенно перестал передавать какие либо сигналы, выключившись всвязи с недостатком энергии.

На сайте NASA сообщили об успешном окончании миссии, и я перестал за Фениксом следить. Однако, рано! Оказывается, несмотря на то, что аппарат, в общем-то, не совсем приспособлен к сверхнизким температурам, которые ему обеспечены в марсианскую зиму, исследователи всерьез надеятся, что Феникс способен восстановиться и снова начать работать.

В конце февраля снег вокруг Phoenix'а практически полностью растаял, и орбитальный аппарат Mars Odyssey приступил к внимательному прослушиванию эфира, в поисках сигналов, предусмотренных программой Феникса в случае его восстановления. На снимках с орбиты на картинке ниже явно виден процесс исчезновения снега около аппарата (снимки сделаны в начале и в конце февраля).

Для весьма бюджетного проекта, на который было потрачено всего 457 млн. долларов (чуть больше 10 млрд. рублей), будет действительно сказочным везением, если он, несмотря на весь этот углекислый лед и чудовищные температуры (до -145 градусов), оживет...

А пока чуда не произошло, отмечу, что марсоходы Spirit и Opportunity в свое время удачно пережили пылевые бури, оставаясь долгое время без питания, поэтому команда Phoenix'а не просто так надеется на успех.

P.S. Блог, между прочим, тоже умеет восставать из мертвых :)

Вести от роботов из космоса

Наконец-то руки добрались до новостей, которых целая куча пришла на RSS, и все никак не мог прочитать... Попробую сделать маленькую подборочку по космическим роботам, о которых, что-то, давненько не писал... К делу!

Помните, было сообщение про марсианские бури, и возможность применения ветрогенераторов для обеспечения роботов питанием в то время, когда пыль закрывает солнце?

Оказывается, проект Phoenix Mars Lander еще в сентябре буквально нос к носу столкнулся со знаменитыми "песчаными демонами" - небольшими смерчами, часто появляющимися на Марсе, и связанными с тамошними ураганами. Феникс зафиксировал как минимум 6 разных смерчей - диаметром от 2х до 5ти метров, и заснял их с довольно близкого расстояния. Кроме того, как я рассказывал, на Фениксе установлено метеорологическое оборудование, которое позволило определить, что в день появления демонов зафиксирована высокая скорость ветра - более 5 м/с.

В общем, весьма интересно. Между прочим, если кто не знал, миссия Феникса должна была давно завершиться - однако, сначала она была просто продлена, а сейчас пишут, что команда миссии отключает некоторые не важные сейчас приборы и аппараты, стремясь сэкономить ресурсы Феникса, чтобы он прожил подольше. Напомню, адрес официального сайта Феникса - phoenix.lpl.arizona.edu.

Тем временем, в Питере прошли соревнования Eurobot, посвящененные освоению Марса. Фотографии - на сайте ЦНИИ "РТК".

И вот еще немножко из новостей. Про автономные источники питания для роботов. Теперь солнечные батареи можно увидеть не только на марсоходах и луноходах.. Вот, пожалуйста: автономный робот-газонокосильщик от Husqvarna, работающий от солнечных батарей:

Есть контакт!

Ну что я могу сказать. Как написано в комментариях к одному видео в YouTube, «Wow. Those "stupid" Americans have done it again. Great job!» (Вау. Эти "глупые" американцы снова сделали ЭТО. Супер!)

Видео из центра управления миссией - ожидание приземления и радость участников проекта. Интересно послушать и посмотреть, как это все проходит. Кстати, компьютеры центра работают под Unix...

Сплошные цифры, никаких видео и фотосъемок в процессе приземления. Это и понятно! Радиосвязь с Марсом имеет задержку в 16 минут, поэтому передают только цифры, а не гораздо более емкие фото и тем более видео кадры.

Как вообще должно выглядеть приземление - мы можем видеть из другого видео, как я понимаю, полученного то ли в процессе тестирования работы Феникса на Земле, то ли в результате продвинутого компьютерного монтажа.

Единственное, что здесь мне осталось неясным - это отсутствие парашютов. По идее, парашюты на Фениксе есть. Точнее, были :)

Некоторая интересная информация:

• Судя по первым фотографиям, на месте приземления Феникса льда не оказалось (на поверхности). Ученые, все-таки, ожидают обнаружить лед непосредственно под поверхностью. В случае, если он будет слишком глубоко, или если Феникс попал на слишком каменистый участок - можно наверное будет считать, что миссия в основном провалена. Ведь данный спускаемый аппарат ездить по Марсу не умеет. И даже аналога ПрОП-М на нем нету (зря!).
• Температура в месте приземления Феникса: максимум -77 градусов по Цельсию ночью, и не более чем -17 днем.
• Через одну минуту после приземления, и до раскрытия солнечных батарей - в целях экономии энергии, связь с Фениксом была полностью прервана.
• Все общение с Фениксом происходит с помощью ретрансляционных станций, коими являются два марсианских искусственных спутника: Mars Odyssey и Mars Reconnaissance.
• При разработке роботизированной руки особое внимание уделяли ее стерильности, чтобы наши земные микробы не попали в марсианскую почву... На мой взгляд, кстати, давно пора начать выводить сорт растений, которые бы смогли на Марсе расти. Первый шаг, так сказать, к терраформированию.
• Феникс обошелся весьма дешево. На проект было потрачено 457 миллионов американских долларов, что по сегодняшнему курсу рубля составляет 10,78 миллиардов рублей. Напомню, о космическом бюджете РФ я уже рассказывал, на 2008 год на все про все (включая запуски спутников, обучение космонавтов, развитие ГЛОНАСС, строительство и амортизацию космодромов и т.п.) выделено около 20 миллиардов рублей. Т.е., если подтянуть пояса - лет за 5-6 мы бы вполне могли себе позволить примерно такой же проект :)

Первая цветная фотография с Марса:

Больше о Фениксе - на сайте НАСА. Там и куча фоток, и самые свежие новости, и куча информации по проекту...

До высадки Феникса на Марс осталось...

...меньше трех дней! Кстати, о времени. Вчера, 22го мая, была выпущена очередная версия программы Mars24, которая пригодится для сравнения текущего времени и времени на Марсе, наблюдения за временем нахождения на Марсе спускаемых аппаратов и марсоходов, определения положения Марса в отношении Земли, и т.д.

Интернет, как русскоязычный, так и темболее буржуйский - просто кишит разнообразными сообщениями о скором наступлении данного эпохального события. В принципе, ничего особо интересного нет - мусолят старые темы, ну и крупицы информации, поступившие из официальных источников.

Я же накопил уже столько смежных материалов по Марсу, что...

Прежде всего, хочется вернуться к теме использования на Марсе ветряков, которую я уже затрагивал в предыдущих сообщениях.

Оказывается, не я один такой умный, а идея по использованию на Марсе ветряков - стара как мир. Еще в далеком 2001м году, например, мелькали в новостях заголовки: Ветряки с Антарктиды будут использоваться на Марсе. Дело в том, что условия на нашем земном крайнем юге очень тяжелые, почти марсианские. И ветряки там стоят - соответствующие. Так что вот!

Кстати, тема эсхатологии, побудившая меня к созданию сообщения о марсианских бурях, была успешно продолжена Александром Венедюхиным в статьях про печи, и про силу пара. Почитать про эсхатологию всегда интересно, поскольку описываемые технологии очень просты и доступны.

Вернемся к Фениксу. На их официальном блоге приземления (Landing blog) уже аж целых 6 сообщений. Отвечают на вопросы, можно и свой задать - в комментариях к свежайшему посту. Вот ведь классно у американцев устроено, целый пресс-отдел из трех человек создали только для донесения информации до народа...

Впрочем, наши в последнее время тоже радуют - сначала футбол, затем хоккей, кто знает, может и до космоса через пару лет дойдет очередь :)

Космические роботы. Скоро посадка на Марс

Детище космического проекта Феникс - очередной марсоход, предназначенный для исследования полярных областей Марса, высадится на красную планету 25го мая. По нашему времени, на самом деле, это будет уже 26 мая, т.к. мы опережаем время по Вашингтону на 8 часов. Landing Blog (блог с описанием процесса посадки) будет вестись начиная с 19 мая и расположен на сайте NASA.

На сайте NASA уже опубликовано расписание этапов приземления Феникса. Там все в американском времени, поэтому для получения времени московского - следует прибавить 8 часов. Вкратце приведу основные моменты расписания здесь. Итак, маневры начинаются 25 мая (по их времени - 24го). Первый раз корректировать будут, если по нашему времени, в 3:46. Но в корректировках, на самом деле, ничего интересного нет. Собственно вход в атмосферу произойдет 26го мая 00:46:33. Раскрытие парашютов - в 00:50:15, плюс-минус 15 секунд. Касание Марса - 00:53:52, плюс-минус 46 секунд. Ну и остальное уже не так интересно (раскрытие солнечных батарей и т.д.). Детальная информация по полету, а также первые фотографии - будут доступны только еще через несколько часов. Думаю, к вечеру 26го мая мы уже будем знать все.

Все это будет транслироваться по NASA TV, начало - 25 мая в 23:30. У кого есть возможность посмотреть - не пропустите!

Кстати, смешное видео нашел на YouTube, про будущее освоения роботами Марса :)

Ну и наконец, упомяну, для тех кто еще не в курсе, что во всемирно известной NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory, лаборатория, занимающаяся всеми космическими исследованиями NASA) есть специальный сектор, Mobility and Robotic Systems, который состоит из примерно 100 ученых и инженеров; и занимается робототехническими аспектами освоения космоса. Подробнее - на отдельном сайте сектора (на английском). Очень интересно посмотреть на текущие задачи сектора, уже сделанные проекты, подход к проектированию и конструированию, алгоритмы работы космических роботов.

Марсианские пылевые бури

Александр Венедюхин в очередной раз дал мне повод для написания сообщения в блоге. Вообще, я заметил, все заметки моего блога делятся на две большие категории - плановые, и экспромпт. Последние возникают обычно после прочтения чего-либо интересного (именно поэтому я такое внимание обращаю, например, на сайты типа Roboto.Ru: Новости робототехники. Форум о роботах). Ну это я так, к слову...

Дак вот, в статье Пятничная эсхатология: электрический ветер Александр продолжил тему (ранее он писал еще и о солнечных батареях) эсхатологии обсуждением возможностей ветряков в эпоху после "конца света", хорошо освещенную многими фантастами и режиссерами. По сути дела, что там будет после конца света - лично меня волнует мало, надеюсь, не доживу :) Однако, у меня в голове сразу же почему-то завертелась мысль о марсианских пылевых бурях.

Да, конечно, в космосе ветра нет, а вот на Марсе он еще какой! И проявляется в виде знаменитых пылевых бурь, одна из которых загубила и посадочный модуль Марс-3 с марсоходом ПрОП-М на борту... От подобных бурь страдали и американские современные марсоходы. Причем, пылевая буря почти полностью закрывает доступ света, поэтому у этих марсоходов был реальный шанс не "проснуться", если бы их солнечные батареи занесло песком (к счастью, оба марсохода пережили бурю)...

"В качестве обходного маневра, почему бы не встроить марсоходам ветряки?" - подумал я. Ведь тогда, в случае отсутствия солнечной энергии, марсоход подпитается ветром. Идея, быть может, и неплоха, однако есть и препятствия. Вот земной опыт одного из ветряков:

Конечно, всегда возможно изготовление более прочных ветряков, однако, я сведений о таких ветряках не нашел. Судите сами:

Сильный земной ураган, как я прочитал на одном форуме, за день вырабатывает энергию, превышающую энергию взрыва 13000 мегатонных бомб! Правда, вся эта энергия разнесена по очень большой площади, к тому же, ураганы бывают не так уж и часто. Думаю, именно поэтому энергия ураганов еще пока не освоена.

Марсианские бури имеют немного другие особенности, в частности, благодаря меньшему тяготению, они гораздо более масштабны. Кроме того, пылевым бурям на Марсе не препятствует никакая растительность, и известны случаи, когда вся видимая поверхность Марса была скрыта пылевой бурей (т.е. по крайней мере целое полушарие!). Хорошо о бурях на Марсе, марсианских "пылевых дьяволах", написано в статье на GalSpace.Spb.Ru.

Однако, если бы удалось доставить на Марс специальной конструкции ветряки, укрепить их и попробовать в действии, то очень может быть, они бы помогли в разрешении огромной проблемы, которая стоит перед нашими учеными - проблемы преодоления марсианского тяготения, а значит - доставки с Марса образцов грунта. Да и вообще, в любых планах освоения Марса никакая энергия не будет лишней.

Космический бюджет

Вот, бывают же радости в жизни. Сегодня у меня родился племянник :)...

А если по теме, то хочется привести краткую подборку ссылок, наталкивающую на некоторые мысли - в отношении бюджетирования космических программ в России.

Еще 12 апреля, в День Космонавтики, я увлекся сбором информации по этому вопросу, и весь материал в принципе был готов уже тогда - но выложить дошли руки лишь сейчас, к сожалению...

Ни для кого не секрет, что космический бюджет у России - сравнительно крохотный. Он меньше аналогичного бюджета США в 20-25 раз (!). Например, в 2008 году на основную графу космического бюджета - «Исследование и использование космического пространства», запланировано выделить 10,7 миллиардов рублей. Правда, РосКосмос получает деньги обычно не только через эту графу, и в среднем общая сумма получается примерно в два раза больше. Но даже 20 миллиардов рублей - это очень мало.

В конце концов, любые материалы, любые работы - это все оценивается трудом специалистов. Железо нужно добыть, микросхемы изготовить - и т.п. При средней зарплате специалиста хотя бы 20 тысяч рублей в месяц, или 240 тысяч рублей в год, на 20 миллиардов можно за 1 год, таким образом, прокормить всего лишь 8333 специалиста.

Чтобы понять, насколько ничтожна эта сумма, следует прежде всего обратить внимание на задачи Федерального Космического Агентства. Это и обучение космонавтов, и запуски в космос спутников, и изготовление этих спутников, и исследования в области космических технологий. Полный перечень этих задач, достаточно конкретный, можно найти на сайте РосКосмоса.

Интересно почитать:

• Всемирный космический конгресс-2002
• Космический бюджет России 2004 - подробно все расписано: откуда берутся деньги, на что они тратятся, перспективы и т.п. Сейчас ситуация ничем не лучше и не хуже.
• Россия выделит на космические программы около 20 млрд долларов в течение 10 лет (2005 г.) - как раз прогноз до 2015 года.
• Доклад КБ «Арсенал» им.М.В.Фрунзе: Малые космические разгонные блоки – перспективное средство межорбитальной транспортировки малых космических аппаратов.
• Журнал Теле-Спутник. Как запустить Ваш спутник в космос
• Новая экспедиция на Фобос
• Ракетоносители - достаточно подробная статья о ракетоносителях, их возможностях, стоимости запусков.

Самое страшное во всей этой ситуации - это то, что мы безнадежно отстали в космических исследованиях и достижениях. Причем это даже не столько патриотизм, ведь конкурировать с NASA теперь некому, а без здоровой конкуренции - и значительных мировых побед - не будет...

День космонавтики

Сегодня - День Космонавтики. День Космонавтики-2008. Вот, с утра смотрел по телевизору очередной грустный такой фильм про историю создания в СССР космических кораблей. В который раз убедился, что космонавтика в СССР - это гонка за первенство, и ничего более... Жаль, очень жаль!

Также убедился, что успехи Советского Союза - это очень и очень большая удача. Ведь делалось все в спешке, ставились кратчайшие сроки, шли на риск, на жертвы, и ради чего!? Всего лишь ради космической гонки. Неудивительно, что сейчас космические исследования заморожены, стройки встали, о каких-то грандиозных свершениях и не думают. Кроме того, в 60-70х годах двадцатого века ведь был настоящий скачок, прорыв. Сейчас - все установилось, устаканилось, течет своим чередом. Конечно, на космос деньги еще пока выделяют, но все это уже конечно же совсем не то...

Впрочем, США преуспели в космосе намного больше. Причина? Думаю, очень простая: они богаче :) И - осторожнее. Наверное, именно поэтому именно их марсоходы до сих пор бороздят просторы Красной Планеты. Кстати! Совсем скоро, в мае этого года (25го мая, если точнее), очередной их марсоход достигнет Марса. Это Phoenix Mars Lander - он призван исследовать полярные области Марса. Пару дней назад господа из NASA как раз корректировали его курс. Целятся ученые в самое крупное скопление льда в северной полярной шапке Марса.

Еще одна новость - состоит в том, что выложили наконец-то цветные фотографии Фобоса, крупнейшего естественного спутника Марса (впрочем, в диаметре он имеет всего лишь 22 км), в высоком разрешении, сделанные аппаратом Mars Reconnaisance Orbiter с расстояния 6800 км от него.

Что касается Луны, не так давно - около месяца назад - потратил наверное около 3х дней, чтобы полностью, с увлечением, прочесть книгу (на самом деле это серия статей) под названием «Лунная афера», от главного редактора газеты «Дуэль» Юрия Игнатьевича Мухина. Никак до конца не мог принять ничью сторону, но склоняюсь, впрочем, к мысли, что все-таки американцы на Луну летали. Советую почитать, очень уж интересные и подробные разгорелись дебаты... Скачать книгу «Лунная афера» в текстовом представлении, запакованную, можно с моего сайта (zip-архив, ~300кб).

Кстати, вот еще любопытное - карта передвижения астронавтов Апполона-11 по Луне - наложенная на футбольное поле :) (взято отсюда):

Что еще интересного можно сказать в День Космонавтики 2008 года? Вообще говоря, об этом дне очень много пишут. Самое интересное:

• Александр Венедюхин размышляет о возможностях колонизации Луны и Марса. Ничего такого особенно примечательного или нового в статье лично для меня нет, однако качество статьи хорошее, все четко, просто, понятно, и полно.
• Президент Путин высказался за ускорение строительства нового космодрома «Восточный». Честно скажу, не понимаю - ни почему Путин до сих пор президент, ни зачем нам космодромы :) Запускать можно с одного космодрома, было бы что запускать...
• Экипаж МКС отметит День Космонавтики блюдами восточной кухни. Ответственна за организацию трапезы - первая корейская женщина-космонавт, Ли Со Ён. Большую часть дня, между тем, космонавты проведут в обычном рабочем режиме...

Первый марсоход (ПрОП-М). Устройство шасси

В прошлом своем сообщении о космических роботах я писал об экспедициях аппаратов Марс-2 и Марс-3, и о первых в мире марсоходах, достигших красной планеты - хотя и не передавших, к сожалению, никаких данных на Землю.

Я затронул эту тему, но она оказалась еще более интересной, чем на первый взгляд. Во-первых, на сайте Space-Ru.Com я нашел детальное описание аппарата Марс-2, особенно хорошо описан состав научных приборов и сведения, собранные КА Марс-2 во время полета. Во-вторых, сайт Austronaut.ru предоставил очень хорошее описание спускаемого модуля аппаратов Марс-2 и Марс-3, вместе с его подробной схемой. Между прочим, в прошлом сообщении я совершил досадную ошибку, о чем уже написал в комментарии - ведь спускаемый модуль Марса-3 на самом деле все-таки достиг поверхности Марса, успешно приземлился, и даже начал передавать оттуда картинку (с очень хорошего сайта Teddy Stryk'а) - но через 20 секунд вышел из строя, предположительно, из-за сильной пылевой бури.

Марсоходы ПрОП-М

А вообще, все это в принципе к роботам отношения имеет мало, и самым интересным моментом для меня было, бесспорно, обнаружить сведения о марсоходах. Напомню, на борту каждого из аппаратов находились миниатюрные, весом всего 4.5 кг, устройства, называемые ПрОП-М (Прибор оценки проходимости - Марс), и предназначенные для исследования грунта Марса в непосредственной близости от поверхности. Приборы связывались с посадочной ступенью информационным кабелем, поэтому способны были удаляться не более чем на 15 метров от места посадки.

Здесь я натолкнулся на ряд проблем. А конкретно - не смог найти четкой схемы ПрОП-М. Только несколько не самых детализированных изображений и немножечко информации... Отправил запрос во «ВНИИтрансмаш», где были разработаны эти марсоходы - но ответа пока не получил. Но, все по порядку - и вы поймете, почему я так заинтересовался этими марсоходами!

История

Как сообщает сайт Института истории естествознания и техники РАН, во время подготовки аппарата Марс-3, ведущий специалист «ВНИИтрансмаш» В.В. Громов предложил заменить балансировочный груз на прибор оценки проходимости. Эта идея была поддержана, и достаточно быстро реализована, хотя и потребовала дополнительных усилий: реализации самого марсохода, его наземной отработки, реализации устройства выноса марсохода на поверхность, обеспечения его электропитания и связи с посадочным модулем, и т.п.

Вот фотография устройства для спуска аппарата ПрОП-М:

Именно из-за того, что марсоход заменил балансировочный груз - его масса согласно техническим требованиям не должна была превышать 5 кг. Поэтому сам марсоход получился очень простым и, кстати сказать, вполне реализуемым в домашних условиях (к чему я собственно и веду!!).

После завершения миссий КА Марс-2 и Марс-3, когда два марсохода были безвозвратно потеряны, неожиданно нашли третий - на Земле. Ведь стоили эти аппараты не так много, и произвести третий экземпляр для каких-либо проверочных нужд не представляло труда. Этот самый, третий экземпляр - находится поныне в музее ГДЛ Петропавловской Крепости в Санкт-Петербурге. Так что, кто будет в Питере - не забудьте заглянуть в этот музей, и полюбоваться на аппарат собственными глазами, потом мне расскажите :)

Устройство шасси

Крайне интересен способ перемещения первых в мире марсоходов — лыжно-шагающий. Как можно увидеть на рисунке, каждый аппарат представлял из себя небольшой ящичек с лыжами по обеим сторонам. Движение осуществлялось следующим образом: опираясь на лыжи, переносился вперед корпус, аппарат садился на днище и лыжи перемещались на следующий шаг вперед. Поворот осуществлялся перемещением лыж в разные стороны. В случае, если аппарат встречал препятствие (касание двухконтактного бампера спереди), он автономно осуществлял объезд согласно следующему алгоритму: отход назад, поворот на некоторый угол, движение вперед.

В книге Александра Леоновича Кемурджиана «Планетоходы» я нашел пару слов о преимуществах данного вида шасси (с. 318-319, доступна для скачивания, например, с AstroLib.Ru): «лыжно-шагающий движитель обеспечивает высокие тягово-сцепные свойства на сыпучих грунтах». Также, я подозреваю, подобный аппарат может ползти по очень тонкому льду и не проваливаться. Главный недостаток аппарата - бесспорно, малая скорость.

В любом случае, честно признаюсь, загорелся я реализовать это устройство в домашних условиях! Разве ж не интересно? - собрать дома прототип первого марсохода... К сожалению, четкой схемы устройства нет (все еще надеюсь получить ответ от «ВНИИтрансмаш»), но она, как я предполагаю, крайне простая. Далее идут мои предположения:

В самом «черном ящике» располагались, помимо научных приборов для собственно оценки проходимости грунта - следующие компоненты:

• Микроконтроллер
• Приемник устройства связи для управления марсоходом (связь производилась по кабелю спускаемого аппарата)
• Приемник блока питания (тоже по кабелю) - питание шло как минимум на три схемы: схему управления и 2 схемы двигателей
• Двигатели - по одному на каждую лыжу, причем, как видно на рисунке - лыжа крепилась к корпусу в трех местах. Я думаю, что только к двум передним креплениям были подведены редукторы двигателя, а заднее крепление было «холостым». Также хочу отметить, что моторчики должны были быть достаточно мощными, чтобы приподнимать и переносить всю массу марсохода.

Микроконтроллер был настроен на объезд препятствий и плюс выполнение команд либо последовательностей команд оператора. А вот как я представляю крепление лыжи и механизм ее присоединения к мотору:

Напоследок приведу ссылку на сайт NASA: там у них есть список электронных компонентов, которые вообще используются в космических аппаратах - по сути, список наиболее качественных и надежных (и дорогих) компонентов.

Модели роботов: космические роботы

Прежде всего, небольшое отступление о моделях роботов вообще.

А дело вот в чем: никак не могу отыскать нормального материала для заполнения предположительно одного из самых больших в будущем разделов каталога сайтов по робототехнике Robotics.Ru - раздела Модели роботов! Нет русскоязычных сайтов и все тут. Английских, бесспорно - навалом, а вот русских практически нет.

В принципе, это безобразие, конечно, довольно предсказуемо. Что ж Вы хотите! Ведь всего в русскоязычном сегменте Интернета мною в течение почти полугода было найдено каких то жалких 40 нормальных сайтов по робототехнике! А моделей роботов - тысячи.

Из всех найденных мною сайтов очень малая часть сгодилась под помещение в рассматриваемый раздел каталога. Поэтому я вынужден вернуться к идее формирования собственных страниц с описаниями роботов, и храниться эти данные будут скорее всего в формате... правильно, RoboML! Так что, дай бог, скоро вновь обрадую упоминавшийся в предыдущем посте XMLHack очередной новостью, на этот раз, о создании генератора файлов на RoboML...

Таким образом, раздел «Модели роботов» также будет превращен в особый, наравне с разделами «Люди» и «Новости»... Что, впрочем, не может не радовать, так как будет лишь свидетельствовать о хорошем качестве создаваемого каталога.

Возвращаясь к теме сегодняшнего сообщения, я хочу осветить тему космических роботов. На самом деле, большинство таких агрегатов имеют дистанционное управление, однако, почти все могут работать и в автономном режиме - а значит, по сути дела, являются роботами. Причем, одними из самых совершенных, надежных и функциональных роботов! Куда уж там каким-то кладоискателям до них... Но, все по-порядку.

А если по порядку, то первым, на мой взгляд, более менее серьезным космическим роботом был... правильно, Луноход-1! На Википедии есть замечательная про него статья, читаем и ностальгируем :). Если вкратце, то Луноход-1 имел восемь колес, каждое - на индивидуальной эластичной подвеске и с индивидуальным приводом; блок автоматики для управления шасси; аппаратуру связи и комплекс измерительных приборов. Система питания включала солнечные батареи в сочетании с буферными серебро-кадмиевыми аккумуляторными батареями. Весило все это безобразие 756 кг.

Вторая модель Лунохода практически не отличалась по конструкции от первой, так что о ней даже и говорить не будем.

Более интересное начинается уже в эпоху освоения Марса. Первыми марсоходами, кстати, были совершенно миниатюрные дистанционно управляемые шагающие роботы, называемые в советском стиле сокращений - ПрОП-М (Прибор оценки проходимости - Марс). К сожалению, до Марса они так и не добрались - космический аппарат Марс-2 разбился при подлете, а Марс-3 вышел из строя, не успев даже достигнуть поверхности. Более подробно об аппаратах Марс-2, Марс-3 и марсоходах ПрОП-М хорошо рассказано в статье на LaSpace.Ru. Подробное описание ПрОП-М дано в статье на InFuture.Ru Здесь приведу только описание и фото первых марсоходов:

• Масса — 4,5 кг
• Размеры корпуса (д*ш*в) - 25см х 22 см х 4 см
• Способ передвижения — шагающее шасси с датчиками обнаружения препятствий.
• Скорость передвижения - 1 метр/час. (После перемещения на 1 метр, марсоход останавливался для получения команд управления с Земли).
• Управление — дистанционное, по кабелю от спускаемого аппарата АМС. Длина кабеля - 15 метров.

Как видно, пока что какой-то особенной автономности и интеллектуальности в этих роботах нет, несмотря даже на то, что 1 метр они были способны пройти самостоятельно... В те времена все делалось из соображений надежности - прежде всего.

А вот аппарат Mars PathFinder и марсоход на его борту под названием Sojourner, работавшие на Марсе в 1996-1997 гг., порадовали в этом плане больше. В частности, управление Sojourner осуществлялось с помощью 8-разрядного процессора Intel 80C856, и было полностью автономным. Вот схема этого марсохода:

Вес марсохода включая все снаряжение был очень небольшим - всего 15,5 кг, во время операций на поверхности Марса — 10,6 кг; размеры — 0,65×0,48×0,3 м. По этим марсоходам информации достаточно много: есть небольшой сайт на русском языке, статья в Википедии, официальная страничка НАСА.

Сага о космических роботах - долгая и очень интересная. И она еще далеко не закончена...