|
Новый робот для исследования лунных пещер
|
|
|
|
Совместная исследовательская группа из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) и Лаборатории беспилотных исследований (UEL) разработала колесо-трансформер, способное перемещаться по самым экстремальным участкам Луны, включая крутые лунные ямы и лавовые трубы.
|
|
|
|
В их последнем исследовании представлено новое безвоздушное колесо, созданное в стиле оригами, которое может значительно увеличить свой диаметр, чтобы преодолевать препятствия, которые не смогли бы преодолеть обычные марсоходы. Исследование опубликовано в Science Robotics.
|
|
Задача: маленькие марсоходы против больших препятствий
|
|
|
|
Лунные лавовые трубы и ямы являются основными кандидатами на место обитания человека в будущем из-за их естественной защиты от космической радиации и экстремальных колебаний температуры, но доступ к ним сопряжен с опасностью. Использование группы небольших независимых марсоходов может стать эффективной стратегией снижения рисков, связанных с использованием одного большого марсохода. Эта стратегия обеспечивает непрерывность миссии за счет дублирования; даже если какие-то подразделения выйдут из строя, оставшиеся марсоходы смогут завершить исследование.
|
|
|
|
Однако небольшие марсоходы сталкиваются с присущими им физическими ограничениями: их компактный размер колес серьезно ограничивает их способность преодолевать крутые, пересеченные местности, такие как входы в лунные ямы. Хотя колеса с переменным диаметром теоретически могли бы решить эту проблему, обеспечивая высокую проходимость по требованию, создание такой системы для Луны оказалось сложной задачей.
|
|
|
|
|
|
|
Разработка легкого трансформируемого колеса, способного выдерживать суровые лунные условия, в частности абразивную пыль и вакуум, которые приводят к расплавлению металлических деталей ("холодная сварка"), остается серьезной инженерной проблемой.
|
|
Колесо-трансформер для экстремальных условий эксплуатации
|
|
|
|
Чтобы преодолеть эти препятствия, исследовательская группа под руководством профессора Дэ-Янга Ли (Dae-Young Lee) из отдела аэрокосмической инженерии KAIST разработала новый тип колеса, которое устраняет сложные механические соединения. Применив структурные принципы "моста Да Винчи" в сочетании с дизайном оригами, команда создала колесо, которое трансформируется за счет гибкости материалов.
|
|
|
|
Это компактное колесо, диаметр которого может увеличиваться с 230 мм до 500 мм, позволяет компактным вездеходам сохранять низкий профиль во время транспортировки, но при этом преодолевать значительные препятствия после развертывания. Важно отметить, что благодаря использованию специальной эластичной металлической рамы и натяжителей ткани вместо традиционных петель конструкция обеспечивает надежную работу в суровых лунных условиях, эффективно противостоя рискам холодной сварки и механическим повреждениям, вызванным мелкой пылью.
|
|
|
|
Команда тщательно протестировала возможности колеса, используя искусственный лунный грунт (имитаторы). Колесо продемонстрировало превосходное сцепление на рыхлых склонах и доказало свою структурную целостность, выдержав удар, эквивалентный падению со 100-метровой высоты при лунной гравитации.
|
|
|
|
Научное и инженерное значение
|
|
|
|
В проекте приняли участие эксперты из крупнейших корейских космических институтов, чтобы подтвердить потенциал этой технологии. Профессор Ли выделил колесо как практичное и надежное решение для навигации по самым сложным участкам Луны, выразив оптимизм по поводу того, что эта уникальная технология позволит команде занять лидирующие позиции в будущих лунных миссиях, несмотря на сохраняющиеся проблемы, связанные со связью и питанием.
|
|
|
|
Доктор Чэ Кен Сим, руководитель группы планетологии в KASI (Корейский институт астрономии и космических наук), подчеркнул ценность лунных ям как "естественного геологического наследия", отметив, что это исследование значительно снижает технические барьеры для доступа к этим объектам и приближает реальные исследовательские миссии к реальности.
|
|
|
|
Кроме того, доктор Джонгтэ Чжан, главный научный сотрудник KARI (Корейского института аэрокосмических исследований), подчеркнул инженерную строгость конструкции, объяснив, что колесо было тщательно оптимизировано и проверено с использованием математических тепловых моделей, чтобы выдерживать экстремальные колебания температуры на Луне в 300 градусов.
|
|
|
|
Источник
|
