Космическая гонка сейчас в самом разгаре. Ведущие страны мира вкладывают огромные инвестиции в космическую отрасль и строят планы полетов к дальним планетам, в первую очередь на Марс. И в этом деле основными соратниками человека выступают именно роботы.
От Лунохода-1 до «Марфы»
Освоение Луны началось благодаря советским ученым, а главным помощником стал «Луноход-1». Этот аппарат передавал не только снимки планеты, но и видеоизображение. Из оборудования он имел две телекамеры, четыре панорамных телефотометра, одометр, рентгеновский телескоп, флуоресцентный спектрометр, лазерный отражатель и антенну для передачи информации на Землю.
Луноходом управляли дистанционно с Земли специально подготовленные для этой миссии «сидячие космонавты». У одного из них даже было необычное водительское удостоверение, выданное Федерацией космонавтики, с присвоением квалификации «водитель лунохода».
Аппарат проработал на поверхности Луны до 14 сентября 1971 года, то есть одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяца). За это время на скорости до 2 км/ч он проехал 10 540 м, обследовав площадь в 80 тысяч кв. метров, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Кроме того, «Луноход-1» регулярно проводил измерения физико-механических и химических свойств лунного грунта, а также магнитного поля различных участков лунной поверхности.
Сейчас для возможной лунной миссии специалисты Роскосмоса тестируют робота «Марфу». Эта разработка «Андроидной техники», которую еще называют наследницей робота «Федора», побывавшего на МКС в 2019 году. После возвращения на Землю «Федор» прошел испытания для усовершенствования систем управления.
«Марфа» внешне похожа на мифологического кентавра: наполовину андроид, наполовину колесная тележка-платформа. А вместе — «интеллектуальный грузовик», в задачу которого входит сбор и доставка образцов внеземного грунта и других полезных грузов. В земных условиях она может транспортировать груз весом до пяти килограммов, а с учетом низкой гравитации на спутнике земли в шесть раз больше — около 30 килограммов. Питается за счет батарей, заряда которых в экспериментальных условиях хватает на 2,5 часа, но в реальных – предполагается использовать более мощные источники.
Летом 2024 года активно тестировали «Марфу» российские космонавты Анна Кикина, Дмитрий Петелин, Сергей Прокопьев, а затем и Иван Вагнер, который отработал два варианта взаимодействия с роботом. Сначала космонавт управлял мобильной платформой, а второй оператор — самим андроидом, потом они менялись ролями. «Марфа» под руководством участников тестов выполнила следующие действия: подъезжала к функциональной панели для выполнения манипуляций с органами управления, забирала имитацию научной аппаратуры, размещала ее на грузовой площадке и перевозила в заданную точку. Кроме того, отрабатывалась и работа с карабином: робот отстегивал его от стенда.
«В процессе проведения научно-исследовательской работы “Созвездие-ЛМО” мы по видеоконференцсвязи и при личных встречах даем рекомендации разработчикам, в том числе учитывая пожелания космонавтов. Например, после эксперимента с участием Анны Кикиной и Дмитрия Петелина у робота отрегулировали работу “пальцев”. Также для “Марфы” оборудовали “парковочное место”, чтобы было легче на маршруте ориентироваться, где нужно остановиться. Кроме того, мы доработали прототип научной аппаратуры и стенд с карабинами», – отметил начальник управления научно-прикладных исследований проблем подготовки космонавтов Владимир Дикарев.
Для космонавтов Анны Кикиной и Дмитрия Петелина, которые участвовали в эксперименте с предыдущим поколением антропоморфных роботов, при работе с «Марфой» было важно отработать действия в паре.
«Особенность нынешней апробации заключалась в том, что работали два оператора: один управлял мобильной платформой, другой через устройство копирующего типа – антропоморфным роботом», – подчеркнула Анна Кикина.
Эксперименты с роботом продолжаются. «Марфа» будет доработана с учетом пожеланий космонавтов и инженеров.
Маск взял курс на Марс
Основатель компании SpaceX Илон Маск также является активным участником космической гонки. Американский миллиардер в своей соцсети Х объявил о запуске космического корабля Starship с человекоподобным роботом Optimus на Марс в конце 2026 года. По его словам, если полеты на Марс с роботом пройдут успешно, то корабли с людьми могут быть отправлены в 2029 году, но более вероятная дата — 2031 год.
На пост Маска в X ответил глава РФПИ Кирилл Дмитриев, который предложил миллиардеру отправить совместную российско-американскую миссию на Марс в 2029 году.
«Наши умы и технологии должны служить славе человечества, а не его разрушению», — написал Дмитриев, напомнив, что в этом году исполняется 50 лет первому международному космическому полету — миссии «Союз – Аполлон».
Согласно планам компании-разработчика, космическая система Starship будет универсальной и сможет в разных версиях использоваться для пилотируемых полетов на околоземную орбиту, вывода спутников и осуществления миссий на Луну и Марс, а также к более далеким небесным телам. Предусмотрено, что многоразовые ускоритель Super Heavy и корабль Starship будут совершать вертикальную посадку на Землю. Согласно текущему проекту, общая высота космической системы составляет 121 м (в том числе корабля — 50 м, ускорителя — 71 м), диаметр — 9 м, грузоподъемность — 100–150 тонн.
Tesla Optimus — это прототип робота, разработанный компанией Tesla, ограниченный выпуск которого должен начаться уже в 2025 году. Модель позиционируется как домашний робот-гуманоид, способный помогать в решении рутинных и опасных задач. Робот ориентируется в пространстве с помощью сложного комплекса сенсоров, датчиков и камер. За его движения отвечают десятки электромеханических приводов в разных частях тела. Робот способен переносить тяжелые грузы массой до 70 кг, аккуратно складывать одежду или, например, помогать на кухне во время приготовления еды. По предварительным данным, стоимость Tesla Optimus составит примерно $30 тыс.
Впервые же робота Илон Маск представил публике осенью 2022 года. Тестовый прототип Optimus во время презентации помахал зрителям, Маск также показал видео, на которых робот выполняет простые задачи: поливает растения, переносит коробки и поднимает металлические прутья на заводе в Калифорнии. Глава Tesla надеется, что роботы Optimus станут такими же распространенными, как и машины.
Их возьмут в космонавты
Роботы — незаменимые помощники в космосе. Они обладают рядом неоспоримых преимуществ перед людьми. В частности, роботы способны работать практически при любых температурах, они защищены от радиации и перегрузок, не нуждаются в пище и кислороде. Все это существенно упрощает и удешевляет космические экспедиции. При этом роботы могут выполнять задачи быстрее и точнее, чем человек. Они не устают, не отвлекаются и не подвержены эмоциональному стрессу, который может повлиять на производительность.
В будущем роботы смогут долететь до самых дальних планет и, возможно, построить целые космические мегаполисы. Как знать, возможно, в обозримой перспективе песня группы «Браво» «Если бы на Марсе были города» станет пророческой.
А пока рассмотрим типы роботов, которые будут использоваться для освоения космоса в ближайшем будущем:
Роботы-манипуляторы. Устройства с механическими инструментами или руками, которые созданы для ремонта и обслуживания оборудования, перемещения предметов, помощи в экспериментах и выполнения других задач, требующих точности и аккуратности.
Зонды. Роботы, которые исследуют космическое пространство без физической посадки. Они используют различные инструменты для изучения условий на других планетах.
Роверы. Мобильные роботы, оснащенные колесами или гусеницами для передвижения. Используются для исследования поверхности планет и спутников. Например, луноходы и марсоходы.
Дроны. Беспилотные летательные аппараты, которые исследуют атмосферу и поверхности космических объектов. Благодаря камерам и специальным инструментам такие роботы могут собирать данные в труднодоступных и недоступных для людей местах.
Антропоморфные роботы. Человекоподобные роботы, которые проверяют системы жизнеобеспечения космического корабля, помогают в проведении опытов и выполняют различные технические задачи, опасные для экипажа.
Автономные робототехнические системы. Способны принимать решения и выполнять задачи без прямого участия человека. Алгоритмы искусственного интеллекта и встроенные датчики позволяют им адаптироваться к нестабильным условиям космической среды, самостоятельно ориентироваться в пространстве.
Аватары. Роботы с технологией телеприсутствия: благодаря различным камерам, микрофонам и датчикам оператор может общаться через робота, получать от него сенсорную информацию о внешней среде, дистанционно действовать через это устройство и оценивать, как среда на эти действия реагирует.
