Vesoljska nenavadnost. Roboti v vesolju. Vesoljski roboti se odpravljajo proti zvezdam: kratek pregled

Razvoj robotike je močno vplival na proces raziskovanja vesolja. Prvi robot, uporabljen v vesolju, je bil sovjetski Lunohod 1, ki se je pojavil na površju Lune leta 1970. V enem letu mu je uspelo opraviti fizikalno in mehansko analizo tal na 500 točkah ter kemijsko analizo tal na 25 točkah. Robotika se je z leti razvijala, zato se roboti, ki gredo danes v vesolje, zelo razlikujejo od svojih predhodnikov. Predstavljamo vam torej 10 najboljših sodobnih robotov, namenjenih delu v vesolju.

Andronavt

Ruski znanstveniki so ustvarili prvega robota pomočnika za delo na Mednarodni vesoljski postaji. Višina robota je 1 m 90 cm, njegova zgradba je podobna človeški. Andronavta upravlja operater na daljavo, tako da bo astronavt s posebnim eksoskeletom lahko nadzoroval robota, ko bo od njega zelo oddaljen. Robot bo lahko pomagal astronavtom, na primer jim dajal orodja in tudi odgovarjal na vprašanja astronavtov, ki uporabljajo internet. Namestnik vodje znanstvenega direktorata Centra za usposabljanje kozmonavtov poimenovan po. Yu. A. Gagarin Igor Sokhin pravi: »Pojav robota pomočnika na ISS bo po eni strani razbremenil astronavta, po drugi strani pa lahko zaplete sistem, saj med »profesionalnimi okolje« in tam bo astronavt novi član- robot pomočnik. Zato so na tem področju zelo pomembne in nujne dodatne ergonomske raziskave, ki nam bodo omogočile pridobitev dodatnega znanja na področju proučevanja sistema interakcije robot-človek.”

Rover ExoMars

Evropska vesoljska agencija (ESA) načrtuje, da bo leta 2018 na Mars poslala svoj rover. Leta 2013 je bil Exomars testiran v čilski puščavi Atacama, kjer so ravni sevanja veliko višje kot običajno. Rover odlikuje majhna velikost, njegova glavna naloga je pridobivanje vzorcev tal na globini največ dva metra pod nivojem Marsovih tal. Rover se bo premikal s hitrostjo 100 metrov na dan.

SuperBall

domov posebnost Prednost robota SuperBall je, da oblika žoge omogoča, da zlahka pristane na površini drugega planeta. Treba je opozoriti, da imajo elementi eksoskeleta togo teksturo, sam eksoskelet pa je elastičen, kar zmehča pristanek robota. Znanstveniki bodo robota poslali na Saturnovo luno Titan, kjer ga bodo spustili z višine 100 km.

Istruct demonstrator

Nemški raziskovalni center za umetno inteligenco (DFKI) na Univerzi v Bremnu je ustvaril robotsko opico, ki bo delovala v vesolju. Robot se nauči premikati po lunarni pokrajini, modelirani v DFKI. Za razliko od robotov, ki za premikanje uporabljajo kolesa, je opičji robot bolj primeren za premikanje po hribovitem terenu Lune.

Robot astronavt Kirobo

Avgusta 2013 je japonski robotski astronavt Kirobo vstopil v Zemljino orbito. Ime robota izvira iz japonska beseda"kibo", kar pomeni "upanje", in v skladu s tem besede "robo". Glavni namen tega robota je olajšati socializacijo ljudi v orbiti. Robot astronavtom na odpravah popestri čas s pogovori, fotografira pa tudi astronavte zanimive predmete.

Cassini

Letos se končuje robotska odprava Cassini za raziskovanje ledene površine Saturnove ledene lune Enkelad, ki se je začela pred 11 leti. V preteklih letih je Cassini večkrat letel skozi Enceladusove oblake in ujel molekule vodika, kar je znanstvenikom omogočilo hipotezo o prisotnosti organskega življenja v oceanu planeta. NASA namerava v prihodnosti na Enceladus poslati pristajalne naprave z vrtalnimi napravami, ki bodo omogočile boljšo analizo oceana tega planeta.

Popravi robota Justina

Androidni robot Justin je nastal na Inštitutu za robotiko in mehanotroniko, ki je del nemškega vesoljskega centra. Glavni namen Justinovega robota v orbiti je polnjenje goriva in popravilo satelitov. Na androidovi glavi sta dve video kameri, ki lahko ustvarjata stereoskopske slike, kar astronavtu, ki ga upravlja, ustvari občutek globine. Povratne informacije z astronavtom je zagotovljen s senzorji ojačenja in navora, nameščenimi na robotovih rokah in prstih.

SpiderFab

Ameriški znanstveniki ob podpori Nase ustvarjajo pajkom podobne robote, ki bodo uredili infrastrukturo v orbiti. Če so bile predhodno pripravljene naprave poslane izven Zemlje, potem bodo zahvaljujoč robotom SpiderFab strukture ustvarjene v vesolju. Istočasno bodo v orbito dostavili ogljikova vlakna, iz katerih bodo nastale nove vesoljske postaje. Robot SpiderFab bo sestavil nosilne strukture teh postaj z uporabo lastne vesoljske "mreže". Robot plete strukture iz ogljikovodikove niti s hitrostjo 5 centimetrov na minuto. SpiderFab je načrtovan za lansiranje leta 2020.

RASSOR

Robot RASSOR, katerega ime pomeni Regolith Advanced Surface Systems Operators Robot, je bil razvit v vesoljskem centru Kennedy. Cilj robota je poenostaviti transport goriva za rakete med poleti v vesolje. Danes se predelki za gorivo po uporabi odklopijo, kljub dejstvu, da ti predelki sami stanejo resen denar. Po drugi strani pa bo RASSOR moral črpati vodo, kisik in sestavine raketnega goriva na površini drugih planetov.

S3

Švicarsko podjetje Swiss Space Systems razvija robotsko letalo, ki lahko v Zemljino orbito izstreli satelite. Zahvaljujoč izstrelitvenemu sistemu S3 se stroški dostave satelitov zmanjšajo za štirikrat. Robotsko raketo bo letalonosilka dvignila na višino okoli 10 kilometrov, nato pa bo s pomočjo tekočega kisika in motorja na kerozin vzletela na višino okoli 80 kilometrov. Uporaba S3 naj bi se začela leta 2020.

Ob vstopu v 21. stoletje smo priča osupljivim uspehom vesoljske tehnologije - okoli Zemlje kroži na desettisoče satelitov, vesoljska plovila so pristala na Luni in od tam prinesla vzorce zemlje. Kasneje so avtomatske sonde spustili na Mars in Venero, več vesoljsko plovilo zapustili Osončje in prenašali sporočila nezemeljskim civilizacijam. In to je šele začetek.

Rosetta

Rosetta je vesoljsko plovilo, namenjeno preučevanju kometa. Zasnovala in izdelala Evropska vesoljska agencija v sodelovanju z Naso. Vesoljsko plovilo je bilo izstreljeno 2. marca 2004 proti kometu 67P/Churyumov - Gerasimenko. Sestavljen je iz dveh delov: same sonde Rosetta in pristanišča Philae.

Ime sonde izvira iz znamenitega Rosetta Stone - kamnite plošče z vklesanimi tremi enakimi besedili, od katerih sta dve napisani v stari egipčanščini (eno v hieroglifih, drugo v demotski pisavi), tretje pa je napisano v starodavni grški. S primerjavo besedil kamna iz Rosette je znanstvenikom uspelo dešifrirati starodavne egipčanske hieroglife; Z uporabo vesoljskega plovila Rosetta znanstveniki upajo, da bodo odkrili, kako je izgledal sončni sistem, preden so nastali planeti.

Cassini-Huygens

Cassini-Huygens je robotsko vesoljsko plovilo, ki so ga skupaj ustvarile NASA, Evropska vesoljska agencija in Italijanska vesoljska agencija. Cassini-Huygens je zasnovan za preučevanje planeta Saturn, njegovih obročev in lun. Napravo sestavljata orbitalna postaja - Saturnov umetni satelit Cassini in spustni modul z avtomatsko postajo Huygens, namenjen pristanku na Titanu.

Cassini-Huygens je bil izstreljen 15. oktobra 1997. 1. julija 2004 je po zaviranju vstopil v orbito Saturnovega satelita. Skupni stroški misije presegajo 3,26 milijarde ameriških dolarjev.

Mangaljan

Mangalyan je indijska avtomatska medplanetarna postaja, namenjena raziskovanju Marsa iz orbite umetnega satelita. Za Indijo je to prva izstrelitev vesoljskega plovila na Mars in prva izstrelitev vesoljskega plovila na drug planet. Glavni cilj prve indijske misije na Mars je razviti tehnologije, potrebne za uspešno izvedbo naslednjih faz poleta vesoljskega plovila na Mars. Znanstveni cilji - preučevanje površja (podrobnosti o površju - kraterji, gore, doline itd., morfologija, mineralogija) in atmosfere Marsa z uporabo indijskih znanstvenih instrumentov.

Vesoljski teleskop Hubble

To je samodejni observatorij v orbiti okoli Zemlje, poimenovan po Edwinu Hubblu. Teleskop Hubble je skupni projekt Nase in Evropske vesoljske agencije. Postavitev teleskopa v vesolje omogoča zaznavanje elektromagnetnega sevanja v območjih, v katerih je zemeljska atmosfera neprozorna; predvsem v infrardečem območju. Zaradi odsotnosti atmosferskega vpliva je ločljivost teleskopa 7-10-krat večja kot pri podobnem teleskopu na Zemlji.

Prva omemba koncepta orbitalni teleskop najdemo v knjigi Hermanna Obertha "Raketa v medplanetarnem prostoru", objavljeni leta 1923. Leta 1946 je ameriški astrofizik Lyman Spitzer objavil članek »Astronomske prednosti nezemeljskega observatorija«.

V 15 letih dela v nizki zemeljski orbiti je prejel 1 milijon slik 22 tisoč nebesnih objektov - zvezd, meglic, galaksij, planetov. Podatkovni tok, ki ga ustvari mesečno v procesu opazovanja, je približno 480 GB. Njihova skupna prostornina, ki se nabere med celotnim delovanjem teleskopa, je približno 50 terabajtov. Več kot 3900 astronomov ga je imelo priložnost uporabljati za opazovanja, v znanstvenih revijah pa je bilo objavljenih približno 4000 člankov.

Hajabusa-2

Hayabusa-2 je avtomatska medplanetarna postaja Japonske agencije za raziskovanje vesolja (JAXA), zasnovana za dostavo vzorcev tal z asteroida razreda C.

Curiosity rover

Marsovski rover tretje generacije je nekajkrat večji avtonomni kemijski laboratorij. Izstrelitev Curiosityja na Mars je potekala 26. novembra 2011, mehak pristanek na površini Marsa pa 6. avgusta 2012. Ocenjena življenjska doba na Marsu je eno marsovsko leto (686 zemeljskih dni).

Ime "Radovednost" je bilo izbrano leta 2009 med možnostmi, ki so jih predlagali šolarji z glasovanjem na internetu. Druge možnosti so bile Adventure, Amelia, Journey, Perception, Pursuit, Sunrise, Vision, Wonder "Miracle").

400 ljudi podpira Curiosity from Earth – 250 znanstvenikov in približno 160 inženirjev. Curiosity je programiran tako, da si vsako leto zapoje Happy Birthday.

Mars Express

"Mars Express" je avtomatska medplanetarna postaja Evropske vesoljske agencije, namenjena preučevanju Marsa. Vesoljsko plovilo je sestavljalo orbitalno postajo - umetni satelit Marsa in spustno vozilo z avtomatsko marsovsko postajo "Beagle-2".

2. junija 2003 je Mars Express izstrelil s kozmodroma Bajkonur z nosilno raketo Sojuz-FG z zgornjo stopnjo Fregat. Zahvaljujoč fotografijam vesoljskega robota so znanstveniki lahko konstruirali in si predstavljali 3D modeli Marsovske pokrajine.

Robonavt-2

Robonaut-2 je robot, ki živi na ISS. Je breznoga (do leta 2014) humanoidna figura, katere glava je pobarvana v zlato, njegov trup pa je bel. Robonavtove roke imajo pet prstov s sklepi, podobnimi človeškim. Stroj lahko piše, zajema in zlaga predmete ter drži težke stvari, na primer utež, ki tehta 9 kg. Robot še nima spodnje polovice telesa.

V čelado R2 so vgrajene štiri video kamere, zahvaljujoč katerim robot ne samo navigira v prostoru, temveč tudi prenaša signale iz njih na monitorje dispečerjev. V čeladi je tudi infrardeča kamera. Skupno število senzorji in senzorji - več kot 350. Nadaljnji razvoj Projekt Robonaut predvideva pristanek robota na površini Lune. Z njegovo pomočjo se bodo znanstveniki na daljavo »hodili« po površini, preučevali lunino zemljo in postavljali opremo.

Potem ko so humanoidnemu robotu leta 2014 pritrdili noge, je njegova skupna višina znašala 2,7 metra. Vsaka noga robota ima sedem sklepov.

Avtomatsko medplanetarno postajo Dawn (rusko Rassvet) je Nasa izstrelila 27. septembra 2007, da bi preučevala asteroid Vesta in pritlikavi planet Ceres. Vesoljsko plovilo Dawn se je Ceresu približalo 6. marca 2015. »V Ceresovi orbiti bi moral delovati do julija 2015.

Robot Dexter

To je drugi robot na ISS. Dextr (znan tudi kot "prilagodljivi manipulator za posebne namene") je dvoročni manipulator, ki je del mobilnega servisnega sistema Canadarm2 na ISS. Njegov cilj je razširiti funkcionalnost tega sistema in mu omogočiti izvajanje operacij zunaj postaje brez potrebe po vesoljskem sprehodu.

Dexter je kanadski prispevek k projektu ISS. Ime "Dexter" ne izhaja iz imena glavnega junaka istoimenske serije, temveč iz angleške besede dexterity - gibčnost, spretnost, okretnost. Pogosto se imenuje tudi "kanadska roka".

Marsov rover "Opportunity"

To je drugi Nasin rover za Mars (Curiosity je tretji). Izstrelili so ga z nosilno raketo Delta-2 7. julija 2003. Na površini Marsa je pristal 25. januarja 2004, tri tedne po prvem roverju Spirit. Glavni cilj misije je bil študij sedimentne kamnine, ki naj bi nastala v kraterjih (Guseva, Erebus), kjer bi nekoč lahko bilo jezero, morje ali cel ocean.

Konec aprila 2010 je trajanje misije doseglo 2246 solov, kar je najdaljše med napravami, ki delujejo na površini "rdečega planeta". Do danes Opportunity še naprej učinkovito deluje in je že presegel načrtovani čas 90 sol za več kot 40-krat. Zaradi neprecenljivega prispevka Opportunityja k preučevanju Marsa je bil asteroid 39382 poimenovan v njegovo čast.

Mars Odisej

To je Nasin aktivni Marsov orbiter. Glavna naloga Naloga aparata je preučevanje geološke zgradbe planeta in iskanje mineralov. Naprava je bila predstavljena 7. aprila 2001.

Postaja Juno

Nasina robotska medplanetarna sonda Juno je bila izstreljena 5. avgusta 2011, da bi preučevala Jupiter. Cilj misije je leta 2016 vstopiti v polarno orbito umetnega satelita plinskega velikana, preučiti magnetno polje planeta in preizkusiti hipotezo, da ima Jupiter trdno jedro. Poleg tega naj bi naprava preučevala atmosfero planeta - določala vsebnost vode in amoniaka v njej ter izdelala zemljevid vetra.

Medtem ko je v Jupitrovi orbiti, bo Juno prejela le 4 % tega sončna svetloba, ki bi ga naprava lahko prejela na Zemlji, vendar so izboljšave v proizvodni tehnologiji in učinkovitosti panelov v zadnjih desetletjih omogočile uporabo sončnih panelov sprejemljivih velikosti na razdalji 5 AU. od Sonca.

Voyager 1

Voyager 1 je najdlje in najhitreje premikajoč se objekt, ki ga je ustvaril človek z Zemlje. 25. marca 2015 se je Voyager 1 nahajal na razdalji 130,888 AU. e. (19,580 milijard km ali 0,002056 svetlobnih let) od Sonca - razdalja, ki jo preleti žarek svetlobe v 18 urah in 8 minutah.

Voyager 1 je avtomatska sonda, ki od 5. septembra 1977 raziskuje Osončje in njegovo okolico. Trenutno deluje in izvaja dodatno misijo za določitev lokacije meja Osončja, vključno s Kuiperjevim pasom. Prvotna misija je bila raziskovanje Jupitra in Saturna. Voyager 1 je bila prva sonda, ki je posnela podrobne slike lun teh planetov. Na krovu naprave je pritrjena zlata plošča, kjer je označena lokacija Zemlje za domnevne nezemljane, posnete pa so tudi številne slike in zvoki. V prvi polovici leta 2012 je naprava dosegla mejo medzvezdnega prostora.

Nova obzorja

New Horizons je Nasina avtomatska medplanetarna postaja, namenjena preučevanju Plutona in njegovega planeta naravni satelit Charon. Izstrelitev je potekala 19. januarja 2006, s preletom Jupitra leta 2007 (in pospeškom v njegovem gravitacijskem polju) in Plutona leta 2015. Po letenju mimo Plutona lahko naprava preučuje enega od objektov Kuiperjevega pasu. Celotna misija New Horizons naj bi trajala 15-17 let.

New Horizons je zapustil bližino Zemlje z največjo hitrostjo vseh vesoljskih plovil. V trenutku, ko so bili motorji ugasnjeni, je bila 16,26 km/s (glede na Zemljo). Let od Zemlje do Lune je sondi trajal 8 ur 35 minut in je potekal s hitrostjo 58 tisoč km/h, kar je rekordna hitrost za napravo, izstreljeno proti Luni. Vendar je treba upoštevati, da se hitrost naprave (za razliko od misij, usmerjenih na zemeljski satelit) ni zmanjšala za vstop v lunino orbito.

Napredni raziskovalec kompozicije

Robot za najbolj vroče točke. To je naprava, ki jo je NASA lansirala v okviru programa raziskovanja sonca in vesolja Explorer za preučevanje vrst snovi, kot so energijski delci sončnega vetra, medplanetarni in medzvezdni medij ter galaktična snov.

Rusija

SAR-401, NPO "Android Technology", Moskva

Daljinsko voden android za delo v vesolju. Daljinsko upravlja operater s pomočjo repetitorske obleke. Razvito v "zgodnjih" desetih letih 21. stoletja. Leta 2016 je TsNIIMash govoril o načrtih za razvoj robota na njegovi osnovi za ISS z datumom pripravljenosti leta 2020. Razvoj izvaja NPO Android Technology. / Sanktpeterburški dnevnik

, Center za usposabljanje kozmonavtov po imenu Yu A. Gagarin, Rusija

Daljinsko voden android za delo na orbitalnih vesoljskih postajah.

Cosmobot, RSC Energia, NPO "Android Technology", Rusija

Novembra 2016 so predstavniki RSC Energia objavili načrte za izdelavo mobilnega robota, ki bi ga lahko upravljali na ruskem segmentu ISS od leta 2020 do 2024. Na tem tekmovanju je zmagal RSC Energia v sodelovanju z NPO Android Technology in Centralnim raziskovalnim inštitutom RTK. Prej, kot veste, je tehnologija Android ustvarila robotski avatar SAR-401. Mobilni robot naj bi se uporabljal na krovu znanstvenega in energetskega modula (SEM), ki je v izgradnji. O praktični uporabnosti takšnega robota na postaji je mogoče razpravljati, bolje rečeno, govorimo o testiranju delovanja robotskih naprav v vesolju – in to je seveda treba storiti, glede na možnosti raziskovanja vesolja s pomočjo avtonomni roboti. V razvoju je že veliko "vesoljskih robotov" za delo na ISS. A v resnici je do ISS doslej poletel le ameriški Robonaut 2.

, Moskva

Vesoljski transportni in manipulacijski sistem za izvajanje tehnoloških operacij na zunanji površini vesoljskega plovila in podporo posadki med aktivnostmi zunaj plovila. Za delo v vesoljskem plovilu ali na površini vesoljskega plovila..

Mreža ruskih, popolnoma robotiziranih teleskopov MASTER.

Projekt antropomorfnega robota astronavta. Za delo na ISS. Za polet v vesolje naj bi bil pripravljen leta 2021.

V tujini

AILA, Nemčija

onboard robot - android z možnostjo dela v vesolju

Clipper, NASA, ZDA

Projekt za preučevanje Jupitrovega satelita Evropa. V letu 2016 bo za to porabljenih 30 milijonov dolarjev. Načrtovani čas izstrelitve je 2025.

Curiosity, NASA, ZDA

Marsov rover, aktiven na Marsu od 5. maja 2015

, MDA Space Missions, oddelek MacDonalda Dettwilerja za Kanadsko vesoljsko agencijo, Kanada

tovorni manipulator za delo na površini ISS. Daljinsko upravlja operater, vključno z njim lahko upravlja operater zemeljskega nadzornega centra.

DEPTH, Stone Aerospace, ZDA

Globinski freatski termalni raziskovalec. Tako imenovani "kriobot". Razvoj, ki ga je naročila NASA, avtonomnega raziskovalnega robota, ki je sposoben vrtati ledeno površino Evrope. Ima vgrajen vir energije in laserske LED diode, ki mu omogočajo taljenje ledu, tako da se lahko robot premika pod ledenim oklepom Evrope. Naprava je opremljena s podvodnim vozilom ARTEMIS (Autonomous Rover / airborne-radar Transects of the Environment Beneath the McMurdo Ice Shelf) – prototipna sonda, ki lahko raziskuje termalne izvire.

ERA, Evropska unija

Robotski manipulator je dolg 11,3 m in tehta 600 kg. Delati mora na modulu Nauka, ki naj bi ga izstrelili na ISS. Datum izstrelitve ruskega modula je bil večkrat prestavljen, leta 2018 pa govor je že v teku približno novembra 2019. / 3dnews.ru 2018.06.12

HTV, Japonska agencija za vesoljsko raziskovanje, Japonska

H-II Transfer Vehicle, japonsko samodejno tovorno vesoljsko plovilo brez posadke, ki ga je razvila Japonska agencija za raziskovanje vesolja. Razvoj in izgradnja sta stala 680 milijonov dolarjev, dolžina - približno 10 metrov, največji premer - 4,4 m, teža - 10,5 ton, nosilnost - do 6 ton, avtonomni let - do 100 ur. Ena za enkratno uporabo po dostavi tovora na ISS zapusti orbito in preneha obstajati. Nima zmožnosti samodejnega priklopa na ISS; priklop zagotavlja robotska roka Dextre, Kanada, nameščena na ISS.

InSight, ZDA

Maja 2015 se je v bazi Lockheed Martin blizu Denverja začelo testiranje sonde InSight Mars, zasnovane za Naso. video posnetek Cilji: preučevanje seizmičnosti Marsa, temperaturni režim v globinah do 5 metrov ugotavljajo porazdelitev mase v središču planeta, preučujejo velikost, gostoto in splošna struktura Mars, jedro, plašč in skorja.

K-REX, NASA, ZDA

Robot za uporabo na lunini površini z elementi umetne inteligence in kognitivnimi sposobnostmi. Moral bo najti priročne poti za premikanje po razgibani površini našega satelita. »Pozna« osnovne fizikalne zakone in jih uporablja za izbiro optimalne varne poti. Načrtov za zdaj ne more spreminjati med njihovo izvedbo – t.j. vnaprej naredi program in mu potem sledi.
2016.05.23 .

, NASA, ZDA

Rover, zasnovan za izvajanje raziskav na Marsu od leta 2021. Rover bo izdelan ob upoštevanju izkušenj Curiosityja in z uporabo številnih njegovih komponent. Novi izdelek bo prejel številne nove senzorje in druge naloge. Še posebej bo robot zbiral vzorce zemlje in v njih preverjal sledi življenja mikrobov. Kolesa novega roverja se bodo spremenila; postala bodo močnejša od Curiosityjevih. Shema pristajanja roverja na Marsu se bo spremenila.

Marsbee

Projekt, ki ga je leta 2018 financirala NASA za ustvarjanje roja letečih robotskih čebel, ki bi lahko pomagale astronavtom pri raziskovanju Marsa. Začetni znesek financiranja je 125 tisoč dolarjev.

Opportunity, ZDA

MER-B (Mars Exploration Rover - B). Rover brez posadke - rover. Leta 2004 je začel delati na površini Marsa. V letu 2015 ostaja aktiven.

Philae, Evropa

Robotska sonda, zasnovana za avtomatizirano raziskovanje kometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Teža - približno 100 kg. Pristanek na kometu - 12.11.2014. Dostavljeno z vesoljskim plovilom Rosetta. Po 60 urah delovanja baterije je robot prešel v način mirovanja. Po skoraj 7 mesecih "spanja" se je 14. junija 2015 robot ob približevanju kometa Soncu ponovno napolnil in bil pripravljen na nadaljnje poskuse.

, NASA/DARPA, ZDA

Robot za uporabo v vesolju, na Luni, na Marsu. Z dvema nogama in sposobnostjo hoje. V razvoju od 11. 2015.

ali R2, General Motors in NASA s pomočjo Oceaneering Space Systems, ZDA

Razvoj projekta Robonaut. Program Robonaut se je začel leta 1997. Načrtovano je bilo, da bo robota možno preizkusiti v vesolju že leta 2005. Leta 2014 je bil izbran za Nasin vladni izum. Robonaut 2 uradna stran.

21.06.2015 Robonaut 2 se je pojavil na ISS. Robot naj bi se uporabljal za "medicinske naloge" pod nadzorom zdravnikov na Zemlji. Namen programa je razbremeniti ponavljajoče se delo na robota.
21.6.2015 NASA ima robota na Mednarodni vesoljski postaji.

Shapeshifter

Projekt, ki ga je leta 2018 financirala NASA, vključuje ustvarjanje skupine robotov, ki lahko, ko so združeni, prevzamejo različne oblike. To jim bo omogočilo raziskovanje površine Titana (Saturnove lune). Začetni znesek financiranja je 125 tisoč dolarjev.

Observatorij Siding Spring, Avstralija

robotski teleskop za avtomatizirano zbiranje informacij o vesoljskem okolju

Avtonomni dron za uporabo na vesoljskih orbitalnih postajah s posadko.

SpiderFab

Koncept robota za delo v vesolju.

VALKIRIJA, ZDA

Zelo globoko avtonomni laserski kilovatni robotski raziskovalec ledu Yo-yoing, ki ga je razvil Stone Aerospace kot del Nasinega projekta. Razvoj idej za raziskovalni robot DEPTHX za raziskovanje Evrope, Jupitrovega satelita. Za razliko od prototipa je vir energije tega robota zunanji in ga je mogoče pustiti na površini, laserski žarek za vrtanje prihaja led do robota preko ultratankega optičnega vlakna. V letu 2015 je moč laserja 5 kW, do poleta v Evropo pa naj bi moč laserja dosegla 250 kW. Ideja je, da bo robot, ko bo enkrat na površju Evrope, vrtal v led. V testu leta 2014 se je VALKYRIE spustil do globine 31 metrov v ledeniku Matanuska na Aljaski.

, ZDA

raketoplan brez posadke (Orbital Test Vehicle-4). Shuttle meri 2,9 m v višino in 8,9 m v dolžino. Naprava se lahko premika v vesolju zahvaljujoč reaktivnemu motorju.

2017.05.07 Orbitalni raketoplan X-37 brez posadke se je po 2 letih trajajočem letu vrnil na Zemljo in pristal v vesoljskem centru Kennedy na Cape Canaveralu. Pentagon ne razkriva namena poleta (omenjalo se je le testiranje delovanja ionskih mikroreaktivnih motorjev in lastnosti materialov v vesolju).

XS-1, DARPA, ZDA

Xiaotian, China Aerospace Science and Technology Corp., Kitajska

robot za raziskovanje vesolja na krovu orbitalnih postaj in v vesolju.

Članek obravnava glavne mehanizme in komponente vesoljskih robotov. Izvaja se konstrukcijska analiza. Možnosti njihove uporabe za študij nebesna telesa.

Karpov Artem Vladimirovič

SAOU SPO SO "Ural Polytechnic College"

Sekcija za naravoslovje in tehniko.

"Vesoljski roboti. Možnosti uporabe pri preučevanju nebesnih teles.«

Človeštvo je stoletja sanjalo o premagovanju gravitacije in preboju v vesolje. Raziskovanje vesolja, planetov in njihovih satelitov je eden od globalnih problemov, ki jih rešujeta sodobna znanost in tehnologija. Razvoj praktične astronavtike je razširil možnosti za te študije. Kakovost in zanesljivost informacij se poveča, če jih pridobimo s kontaktnimi metodami s pristajalnimi vesoljskimi napravami. Dolgo časa so takšne informacije zagotavljali prvi vesoljski roboti - pristajalni avtomatski mobilni laboratoriji za raziskovanje Lune - daljinsko vodena vozila z lastnim pogonom serije Lunohod, ustvarjena v ZSSR, in lunarna terenska vozila (lunarrovingvehicle, skrajšano LRV) serije Apollo, izdelan v ZDA. Roverji so prišli najpomembnejša stopnja pri ustvarjanju vesoljskih robotov. Izkušnje njihovega ustvarjanja in delovanja na Luni so dale bogato gradivo o principih načrtovanja, izdelave številnih strukturnih elementov in krmiljenja. Do danes slavni primeri obstoječi in razvijajoči se vesoljski roboti so manipulatorji "Dexter" ("Dexter" ali SPDM), "Canadarm" (in "Canadarm 2"), ERA ("European Robotic Arm"), sistem vgrajenih manipulatorjev "Aist" za Vesoljsko plovilo Buran, robot Mini AERomote za ISS, manipulatorji na japonski in kitajski ISS.

Človeštvo bo še naprej širilo obseg svojih dejavnosti v vesolju in ga vse bolj obvladovalo. Mnogi strokovnjaki razmišljajo o različnih področjih te dejavnosti: pošiljanje avtomatskih postaj in ekspedicij z ljudmi na različne planete, njihove satelite in drugo. kozmična telesa, ustvarjanje naselij (predvsem na Luni) ter ustvarjanje umetnih satelitov in planetov z bazami za življenje ljudi. Nedavno se je pojavila nova smer - skupinska uporaba mini- in mikrorobotov v orbiti, ki odpira bistveno nove možnosti za uporabo vesolja blizu Zemlje. Nov izziv je tudi uporaba jedrskih elektrarn na domačih vesoljskih plovilih, kar pa seveda ni mogoče brez uporabe robotike.

Vesoljska robotika razširja možnosti za ustvarjanje popolnoma novih vrst vesoljskih plovil, ki delujejo v načinih s posadko in brez posadke, kar omogoča razširitev njihove funkcionalnosti, povečanje varnosti, zanesljivosti in trajnosti, zagotavljanje varnosti naprav in zmanjšanje stroškov delovanja.

Vrst vesoljskih robotov je kar nekaj, njihovo raznolikost pa lahko skrčimo na več osnovnih sistemov: manipulatorje, robote za servisiranje vesoljske opreme in roverje, t.j. terenske transportne naprave. Kljub individualnosti tovrstnih vesoljskih plovil je rešitev številnih konstrukcijskih in tehnoloških problemov splošne narave.

Najprej to inteligentni sistem menedžment, ki mora imeti sposobnost organiziranja podatkov in znanja z identifikacijo bistvenih parametrov, učenja na podlagi pozitivnih in negativnih zgledov, prilagajanja v skladu s spremembami v naboru dejstev in znanja itd. Pomembne lastnosti krmilnega sistema so zmožnost generiranja zaporedja dejanj in prilagajanja njegovega obnašanja spreminjajočim se razmeram okolju da dosežete svoje cilje. Posebno pozornost je treba nameniti vprašanjem pozicioniranja in navigacije robotov, vključno z uporabo sistemov tehničnega vida (TVS), težavam pri izdelavi 3D modelov, vključno z uporabo modelov virtualne resničnosti.

Vrsta pogonske naprave, ki določa način gibanja po površini - gosenica, kolesa, hoja ali hoja na kolesih. Razlikujejo se po porabi energije, po zapletenosti pogonske zasnove, po zapletenosti nadzora »hoda« in po kinematiki. Vsaka vrsta pogona ima svoje značilnosti, prednosti in slabosti. Površinske lastnosti tal in zmanjšana (povečana) gravitacija postavljajo posebne zahteve glede lastnosti pogonske enote, zasnova pogonske enote in vzmetenja pa mora zagotavljati dobro tekaško sposobnost v teh pogojih.

Značilnost zasnove enot je uporaba lahkih zlitin, občutljivost strukture, optimalna oblika enot, ki omogoča, da se ves material konstrukcije vključi v shemo obremenitve moči.

Težaven problem je zagotavljanje delovanja tornih enot v vakuumskih pogojih in planetarni atmosferi. Načini reševanja so različni: uporaba tesnil in ustvarjanje mikroklime v zaprtih prostorih, uporaba različnih premazov in maziv, ustvarjanje posebnih konstrukcijskih materialov itd.

Nadzor gibanja je zahtevna naloga. Velika zamuda pri širjenju radijskega signala praktično izniči nadzor v realnem času, zato morajo biti vesoljski roboti sposobni sprejemati odločitve na kraju samem, tj. ima lastnosti inteligentnega robota.

Vesoljske izkušnje so lahko koristne pri reševanju številnih zemeljskih problemov. Žalostni dogodki v Černobilu leta 1986 so povzročile nujno potrebo po izdelavi daljinsko vodenih transportnih robotov brez posadke. Takšni roboti so bili ustvarjeni na podlagi obstoječih izkušenj pri razvoju in testiranju Lunohoda-1. Uporabili so jih za čiščenje in dekontaminacijo prostorov in strehe tretjega bloka jedrske elektrarne Černobil v območju visokega sevanja.

Kratka ocena trenutno stanje znanstveni in tehnični problem, obravnavan v tem delu, kaže, da je pred nami dolga pot in smo šele na samem začetku. Glavne smeri razvoja vesoljske robotike v bližnji prihodnosti so reševanje raznolikih konstrukcijskih, tehnoloških in organizacijskih problemov, ki se pojavljajo med vesoljskimi raziskavami, na podlagi rezultatov katerih je treba oblikovati zahteve za obetavne robotske sisteme za vesoljske namene.

Vesoljska robotika je eno najbolj obetavnih področij razvoja sodobne astronavtike. Nastala na stičišču astronavtike s posadko in brez posadke se je hitro oblikovala v samostojno smer, ki trenutno doživlja hiter razvoj.

Robotski sistem za vesoljske namene je vsak robot (ali njihova kombinacija), ki združuje inteligentni krmilni podsistem, senzorski podsistem, aktuatorje, komunikacijski in telekomunikacijski podsistem. Glavni namen takšnega robota (ali njihove kombinacije) je avtomatizacija dela med delovanjem orbitalnih postaj, vesoljskih plovil in njihovih konstelacij v vesolju ter uporaba raziskovalnih kompleksov na površini Lune in planetov. sončni sistem.

Vesoljska robotika bistveno razširi funkcionalnost vesoljskih plovil brez posadke in jih pripelje skoraj na raven plovil s posadko. V astronavtiki s posadko lahko robotika bistveno pomaga astronavtom pri delu, na primer v vesolju, in jih tudi popolnoma osvobodi dela v pogojih intenzivnega ionizirajočega sevanja.

Na splošno vesoljska robotika odpira nova obzorja ne le za razvoj tradicionalne astronavtike, temveč tudi za ustvarjanje bistveno novih vrst vesoljskih plovil, ki združujejo prednosti posadke in vozila brez posadke. To bo še posebej pomembno pri preučevanju drugih nebesnih teles.

Vesoljska robotika danes omogoča dramatično povečanje učinkovitosti vesoljskih poletov, zmanjšanje stroškov njihovega delovanja, znatno razširitev njihove funkcionalnosti, povečanje njihove življenjske dobe in zanesljivosti za red velikosti ter povečanje varnosti astronavtov.

Glavni robotski sistemi za vesoljske namene vključujejo manipulatorje, planetarne roverje, naprave za delo znotraj in zunaj vesoljskih plovil (njihovo vzdrževanje, tekoča in popravljalna dela) in druge.

Spodaj so primeri robotov, ki so bili in se uporabljajo pri raziskovanju vesolja.

Vgrajeni manipulatorski sistem Aist (SBM) je zasnovan za izvajanje operacij v orbiti z večtonskim tovorom: raztovarjanje dostavljenega tovora, priklop orbitalna postaja, zajemanje predmeta, ki prosto leti v vesolju, in njegovo nalaganje z njegovo kasnejšo vrnitvijo na Zemljo. SBM je bil razvit na Centralnem raziskovalnem inštitutu za robotiko in tehnično kibernetiko (Sankt Peterburg) za uporabo na vesoljskem plovilu Buran.

SBM vključuje dva manipulatorja, ki sta mehanizma z več povezavami z elektromehanskimi pogoni, krmilni sistem z vgrajenim računalnikom in programskim nadzorom, podsistemi za televizijo, razsvetljavo, telemetrijo in druge, ki zagotavljajo nadzor nad delovanjem sistema.

Za testiranje SBM je Centralni raziskovalni inštitut za robotiko in tehnično kibernetiko ustvaril edinstveno celovito testno napravo, ki omogoča simulacijo breztežnosti v zemeljskih razmerah.

V realnih pogojih polet v vesolje Stork SBM ni bil uporabljen.

Vsi roverji so avtomatizirani sistemi na lastni pogon, namenjeni raziskovanju površine planetov in drugih nebesnih teles. Razlikujejo se po sestavi opreme na vozilu, nadzornih in komunikacijskih sistemov, pa tudi po kraju njihove uporabe (do zdaj - Luna ali Mars, v prihodnosti - na površini katerega koli nebesnega telesa, z izjemo zvezd). ).

V obdobju od 1970 do 2007 so bili na površje Lune in Marsa dostavljeni in tam delovali naslednji roverji:

"Lunohod-1"(1970) in "Lunohod-2"(1973) - avtomatizirani kompleksi, ki so jih ustvarili strokovnjaki iz NPO po imenu. S. A. Lavochkina s sodelovanjem VNIITRANSMASH. Več mesecev so uspešno delovali na površini Lune in s tem dokazali možnost ustvarjanja tovrstne tehnologije.

Swinger rover(1997) - razvilo in izdelalo ga je sodelovanje ameriških podjetij pod vodstvom Laboratorija za reaktivni pogon, ki ga je naročila NASA. Tri mesece je delal na površini Marsa.

Marsova roverja Spirit in Opportunity- razvito in izdelano v sodelovanju ameriških podjetij pod vodstvom Laboratorija za reaktivni pogon, ki ga je naročila NASA. Na površju Marsa delajo že več kot tri leta.

V zelo bližnji prihodnosti se predvideva, da bodo ustvarjeni planetarni roverji, ustvarjeni v Rusiji, ZDA in na Kitajskem, in dostavljeni na površje nebesnih teles.

Hodeči prilagodljivi robot "Compass" je zasnovan za izvajanje inšpekcijskih in drugih manipulacijskih operacij na težko dostopnih tehnoloških območjih: vzdrževanje in montaža vesoljskih postaj, pregledovanje in popravilo cevovodov in druge opreme itd. Razvit na Centralnem raziskovalnem inštitutu za Robotika in tehnična kibernetika (Sankt Peterburg).

Prvo načelo: poenotenje skupnih funkcionalnih komponent robotike. V svojem končnem izrazu se ta princip izvaja s pomočjo sistema modulov (informacijsko-merilnega, krmilnega, komunikacijskega, pogonskega (pogonskega) in energijskega), orientiranega za uporabo v vesoljskih razmerah. To načelo zagotavlja skoraj neomejeno paleto izdelkov, ustvarjenih na njegovi podlagi. tehnični sistemi , kar poveča njihovo tehnično raven, skrajša čas načrtovanja in olajša vzdrževanje. Do sedaj je ta pristop, ki temelji na ideji razgradnje zasnovanih sistemov, glavni ne le v robotiki, ampak tudi v tehnologiji na splošno. V primerih, ko je najprej treba zagotoviti izredno visoko kakovost določenega sistema, ki se ustvarja po nekem splošnem kriteriju (v vesoljski tehnologiji je to pogosto minimalna masa, dimenzije, poraba energije), je potrebno za prehod od razgradnje k sintezi sistema. V vesoljski robotiki je prehod od modularne gradnje k tovrstni sistemski optimizaciji nujen pri načrtovanju robotskih sistemov za dolgoročno specializirano uporabo, kot je omenjeni manipulator za vesoljsko plovilo Shuttle ali planetarni rover. V robotiki je bil princip modularne konstrukcije prvič predlagan in implementiran v Centralnem raziskovalnem inštitutu RTK in je postal razširjen v okviru industrijske robotike, kar zmanjšuje logistiko neomejeno rastočega nabora industrijskih robotov na splošno. V obravnavanem primeru lahko zagotovi takšno minimizacijo obsega robotov, potrebnih na krovu vesoljskega plovila. 3. Vesoljski manipulator ROKVISS Sl. 4. Principi gradnje vesoljskih robotskih sistemov (RTS) 26 Informacijski sistemi # 4/2011 Racionalno upravljanje aparata podjetja za določen namen ali za raziskovanje lune. Drugo načelo: rekonfigurabilnost robotskih sistemov, to je možnost ustvarjanja sistemov spremenljive strukture (sestave). Sposobnost spreminjanja sestave robotskega sistema, tudi neposredno med njegovo uporabo, omogoča znatno razširitev funkcionalnosti takšnih sistemov in njihove učinkovitosti v primerjavi z uporabo njihovega neizogibno zelo omejenega obsega, zlasti v vesoljski tehnologiji. Osnova principa je tudi modularna gradnja. Njena implementacija pomeni na primer dostavo na krov namesto več različnih robotov za določen namen, enega robota neke osnovne konfiguracije in nabora funkcionalnih modulov zanj, ki omogočajo spreminjanje sestave sistema in, v skladu s tem njegov funkcionalni namen, vključno z manipulacijskimi in lokomotornimi (transportnimi) izvršilnimi sistemi, senzorji in njihovo informacijsko podporo v skladu z naslednjo operacijo, ki jo je treba izvesti. To bo omogočilo tudi popravila teh sistemov. To načelo odpira bistveno novo stopnjo v vesoljski robotiki. Tretje načelo: optimalna kombinacija robotike in človeka pri izvajanju določenih operacij. Gre za o optimalni interakciji med astronavtom in tehnologijo, značilno za astronavtiko, ki jo določajo naslednje okoliščine: kompleksni zunanji pogoji, vključno s tistimi, ki so na splošno nesprejemljivi za neposredno prisotnost osebe; omejene možnosti astronavta za izvajanje določenih operacij, zlasti v vesolju (velika velikost in masa manipuliranih predmetov, verjetnost nepredvidljivih izrednih razmerah ); povečana odgovornost in pomembnost operacij, ki jih je treba izvesti; oddaljenost od zemeljskih nadzornih centrov. Pri vesoljskih plovilih s posadko je treba zagotoviti optimalno porazdelitev operacij med astronavtom in robotiko, vključno z možnostjo skupnega dela. V tem primeru imajo robotska orodja prednost pri izvajanju operacij, ki jih lahko izvajajo učinkovito. Vendar morajo biti ti procesi pod operativnim nadzorom osebe z možnostjo blokade v primeru izrednih razmer. Robotika torej omogoča reševanje problema »človeškega faktorja« s takšno porazdelitvijo nalog med človekom in tehniko, ko se človek maksimalno osvobodi opravljanja psihično stresnega in dolgočasnega, pa tudi bolj nevarnega dela, obdrži le nadzor nad svojim izvajanje. Preostale operacije, ki so trenutno na voljo le astronavtu, mora seveda opraviti sam. Toda v tem primeru je treba za odpravo vpliva "človeškega dejavnika" izvajati samodejni nadzor nad človeškimi dejanji z vzpostavitvijo formaliziranega okvira za ta dejanja, da bi izključili njegova neustrezna dejanja, vključno s prehodom na zunanji nadzor iz nadzornega centra. To porazdelitev funkcij med človekom in robotiko je treba dopolniti s programom, da robotika nenehno obvladuje operacije, ki jih izvajajo ljudje (v načinu usposabljanja). Četrti princip: kombinirano krmiljenje robotike: samodejno in avtomatizirano, s strani človeškega operaterja (tudi z Zemlje). Trenutna stopnja razvoja avtomatskih krmilnih sistemov je razvoj metod umetne inteligence, ki posnemajo na znanju temelječe algoritme formaliziranega verbalnega (levo-hemisfernega) človeškega mišljenja. Te metode se v celoti uporabljajo pri nadzoru sistemov vesoljske robotike pri izvajanju operacij, za katere je tak nadzor dovoljen. Vendar pa je zaradi velike negotovosti, tudi zunanjih pogojev, za izvedbo velikega števila operacij, predvsem montaže, namestitve, nastavitev, popravil in pregledov, potrebna vključitev neformaliziranih intuitivnih človeških sposobnosti. Trenutno je v teh primerih potrebno neposredno preklopiti na upravljanje s strani človeškega operaterja. Da bi lahko tovrstne operacije izvajali samodejno, je potrebno obvladati kreativne (desno-hemisferne) metode v krmilnih sistemih robotov. domiselno razmišljanje oseba. To pomeni nastanek nove generacije robotov po inteligentnih - inteligentnih robotov (inteligenca + ustvarjalnost). Obravnavana načela so v različnih stopnjah izvajanja, vendar je njihov glavni primarni namen najprej postati znanstvena in tehnična osnova za dolgoročno načrtovanje razvoja domače vesoljske robotike. Prva faza tega dela bi morala biti določitev konsolidiranih potreb po vesoljski robotski opremi, poenotenje njihove nomenklature in tehničnih zahtev zanje.

Na ISS se uporablja več modelov robotov, ki preizkušajo tehnologije in metode za njihovo uporabo. Eden najbolj zanimivih med njimi je kanadski SPDM - Special Purpose Dexterous Manipulator Poseben namen). Zasnovan je za izvajanje operacij v globokem vesolju, ki jih običajno izvajajo astronavti, kot je zamenjava ali popravilo opreme zunaj postaje. Zna zategniti in odviti vijake, zapreti in odpreti plošče, namestiti in odstraniti posamezne komponente in dele. Za te namene ima manipulator dve tako imenovani "roki", od katerih je vsaka v resnici ločen manipulator. Na koncu vsake "roke" je poseben prijem za delo z različnimi orodji.

Reference

1. Yu.G. Kozyrev Industrijski roboti. Imenik. M.: Strojništvo, 1988.

2. E.I. Jurevič. Vesoljska robotika: stanje in možnosti razvoja [Elektronski vir]. – način dostopa: http://www.remmag.ru/admin/upload_data/remmag/11-4/RTK.pdf. 01/05/15 projektna delavnica 4 tečaji Youth Space Forum - 2019 (VI Semikhatov Readings) O forumu 2019 Novo

Naročite se na novice

Roboti ne potrebujejo hrane in pijače in so sposobni delati v izjemno neugodnih pogojih. Poleg tega je izguba mitraljeza boljša od smrti astronavta, čeprav razvoj in proizvodnja kibernetikov ni poceni podvig.

Nesporna prednost robotov pri raziskovanju vesolja je, da stroji ne potrebujejo hrane in pijače in lahko delujejo v izjemno neugodnih pogojih. Še pomembneje je, da je izguba avtomatiziranega raziskovalca veliko boljša od smrti astronavta, čeprav razvoj in proizvodnja kibernetikov ni poceni podvig.

Po »zlati dobi« raziskovanja brez posadke, ko so sonde iz ZSSR in ZDA tavale po kozmičnih prostranstvih sončnega sistema in izvajale opazovanja na površju Lune, Venere in Marsa, je malokdo dvomil, da imajo avtomatska raziskovalna vozila velik vpliv. prihodnost. Zelo kmalu, konec decembra letos, se bo pristajalna naprava Huygens ločila od vesoljskega plovila Cassini in prvič pristala na največji luni v sončni sistem planetoid Titan. Ameriška roverja Spirit in Opportunity sta že dokazala, da so roboti sposobni raziskovalnih misij izjemne kompleksnosti, kibernetskih pomočnikov pa ne oblikuje le Nasa.

Znanstveno-tehnološki center na Nizozemskem (ESTEC) si aktivno prizadeva za ustvarjanje avtomatiziranih astronavtskih pomočnikov, ki bi nadomestili drage misije s posadko z lažjimi robotskimi misijami.

Na Zemlji roboti praviloma nadomeščajo ljudi pri vseh vrstah rutinskega dela ali v pogojih možnega tveganja za zdravje ljudi: sestavljajo avtomobile, deaktivirajo eksplozivne naprave, varijo cevovode. morsko dno in delo v "vročih" conah jedrskih elektrarn. Vendar pa je uporaba avtomatskih strojev v vesolju še bolj donosna, pravi Gianfranco Visentin, vodja oddelka za avtomatizacijo in robotiko ESA (ESTEC). Roboti bi morali pomagati ljudem ali celo nadomestiti astronavte pri posebej nevarnih ali zapletenih nalogah, ponavljajočih se nalogah, dolgotrajnih delih in celo misijah, ki jih ljudje preprosto ne morejo opraviti. »Kyberji opravljajo naloge hitreje in natančneje kot ljudje, poleg tega pa delajo 24 ur na dan, ne da bi potrebovali odmore za kosilo in spanje,« poudarja Visentin.

Kaj je vesoljski robot?

Med inženirji, ki se ukvarjajo z razvojem vesoljskih plovil brez posadke, se skoraj vsaka avtomatska sonda imenuje vesoljski robot, vendar ima Visentin raje natančnejšo definicijo: »mobilni sistem, ki je sposoben manipulirati s predmeti in je dovolj vsestranski, da lahko samostojno ali na daljavo izvaja vse vrste podobnih nalog. nadzor."

Naloga vesoljskih robotov je predvsem izvedba določenega cikla operacij: namestitev ali usmerjanje naprave za meritve, zbiranje vzorcev za raziskave, sestavljanje določene konstrukcije ali celo astronavtu zagotoviti prevozno sredstvo.

V nekem smislu se vesoljski roboti malo razlikujejo od svojih zemeljskih kolegov, saj nadomeščajo ljudi, ko je treba opraviti nekaj dela. Vendar pa obstajajo nekatere posebne zahteve za stroje, zasnovane za delovanje v vakuumu. Morajo:

* prestavite zagon
* delovanje v težkih razmerah sovražnega okolja, pogosto na velikih razdaljah
* tehtajte čim manj, saj je vsak kilogram izstreljen v orbito drag
* porabijo malo energije in imajo dolgo življenjsko dobo
* delo v samodejnem načinu
* imajo izjemno zanesljivost

Izpolnjevanje vseh teh zahtev zahteva napredne in inovativne tehnologije, pa tudi zapletene sisteme in mehanizme. Naloga se zdi težko izvedljiva, vsaj ne nepomembna, vendar je to edini način za oblikovanje robotov, ki so sposobni delati dlje. zemeljsko ozračje. Hkrati pa je edina prednost pri delu v vesolju breztežnost, ki omogoča, da tudi majhen stroj z minimalnim naporom premakne še tako velike predmete v brezzračnem prostoru.

Vrste robotov

Najpogostejše avtomatske naprave, ki se uporabljajo pri raziskovanju vesolja, so roverji (lunarni, marsovski). Takšen robot se lahko premika po površini drugega planeta in na krovu nosi znanstvene instrumente. Praviloma tako sam rover kot znanstvena oprema na njem delujeta v samodejnem načinu.

Evropska vesoljska agencija je v sodelovanju z več industrijskimi koncerni razvila nenavadno majhen mikrorover Nanokhod. Naprava, velika kot knjiga, tehta le dva kilograma in lahko na krov nosi cel kilogram instrumentov, ki raziskujejo ozemlje majhnega radija okoli pristajalnega mini modula.

Nanokhod je ustvarilo nemško podjetje von Hoerner & Sulger v sodelovanju z znanstveniki z inštituta Max Planck.

Večji robot je bil zasnovan za zbiranje vzorcev zemlje z drugih planetov. Dvanajstkilogramski MIRO-2 ima avtomatski sveder, ki je sposoben izvleči do deset vzorcev iz različnih globin do dveh metrov. Po zaključku misije se ta rover vrne v pristajalno napravo, kjer z analizatorji na krovu pregledajo zbrane materiale.

MIRO-2 je razvilo podjetje Space Systems Finland ob sodelovanju finskega raziskovalnega centra VTT in tehnološke univerze v Helsinkih.

Tretji mini rover, ki ga razvijajo pri ESA, je petnajstkilogramski Solero, katerega vse energetske potrebe zagotavlja sončna baterija in miniaturne polnilne baterije. Ta naprava ima popolnoma novo zasnovo podvozja: šest koles, ki se nahajajo na vrhovih šesterokotnika, ji zagotavlja odlično manevriranje.

SOLERO je skupni razvoj švicarskega zveznega politehničnega inštituta in nemškega podjetja von Hoerner & Sulger.

Lekcije iz narave

Oblikovalci robotov črpajo navdih iz stvaritev narave. Dober primer tega je jurišna puška Aramies/Scorpion, ki jo prav tako razvija Evropska vesoljska agencija. Osem nog omogoča kibernetu, da se premika kot škorpijon po zelo grobem terenu in peščenih sipinah.

Aramies/Scorpion, razvit na Univerzi v Bremnu (Nemčija)

Drug primer implementacije idej, izposojenih iz narave v razvoj, je EUROBOT. Stroj v človeški velikosti je zasnovan za pomoč astronavtom razna dela na mednarodni vesoljski postaji. EUROBOT se bo lahko premikal po oplaščenju ISS, se držal za oprijemala kot astronavt, preko televizijskega signala pa ga bodo krmilili tisti v odprt prostorčlani posadke.

Pri ustvarjanju skakalnega robota je sodelovala tudi narava. Z merami celo manj kot štirideset centimetrov je takšen stroj sposoben preskočiti ovire, visoke dva metra. To je na Zemlji z njeno gravitacijo praktično nemogoče, na Luni ali Marsu pa je povsem mogoče.

SHRIMP je rover iz Švicarskega zveznega politehničnega inštituta (EPFL). Izbran je bil kot šasija za SOLERO.

Visentin poudarja, da se raziskovalci ESA osredotočajo na razvoj posebej za vesolje, ki bo imel malo ali nič koristi na Zemlji. "Če pa je to mogoče, nismo proti uporabi našega razvoja na našem planetu, samo nekatere funkcije tukaj ne bodo v povpraševanju," pravi vodja ESTEC-a. "Na primer, za raziskave na Zemlji, komaj kdorkoli bo potreboval robotskega biologa, saj je tudi z uporabo najnaprednejših tehnologij malo verjetno, da bo avtomatski stroj lahko dosegel rezultate, primerljive s prizadevanji človeškega znanstvenika. Vsaj v naših dneh kibernetski sistem ni nadomestljiv .”

Vesolje močno omejuje svobodo mišljenja robotikov in razvijalci zemeljskih avtomatov se s temi omejitvami ne soočajo. Najmanjši pritisk v orbiti je dovolj, da kovinske dele zlije skupaj, atomski kisik pa reagira s skoraj vsemi materiali in izniči vse prednosti hlajenja konvekcije za elektroniko.

Tudi sevanje zunaj zemeljske atmosfere je drugačno, kot smo ga vajeni: težki delci motijo ​​delovanje elektronskih naprav in jih celo onesposobijo. Toplotne razmere v vesolju so ekstremne, saj se temperature gibljejo od -100 do +100 stopinj Celzija.

EXOMARS bo postal terenski robotski biolog na Marsu. Njegov razvoj hkrati izvajata dve konkurenčni podjetji - EADS Astrium Ltd. in MD Robotics.

To pomeni tudi dejstvo, da morajo roboti svoje naloge opravljati na precejšnji razdalji od nadzornega centra določene težave za razvijalce avtomatizacije. Signali radijskega nadzora in spremljanja potujejo na znatne razdalje, kar ima za posledico velike zakasnitve med komunikacijskimi sejami z napravami, ta pogoj pa izključuje možnost daljinskega nadzora kibernetike v realnem času. Zato so vesoljski roboti ustvarjeni tako neodvisni, sposobni delati brez komunikacije z Zemljo in po možnosti kos vsem težavam, ki nastanejo med misijo.