|
Ускоренный поиск ресурсов на Луне и Марсе
|
|
|
|
Полеты на поверхность планеты в настоящее время проводятся с осторожностью. На Марсе задержки связи между Землей и марсоходами (обычно от четырех до 22 минут), а также трудности с передачей данных из-за ограничений восходящей и нисходящей линий связи вынуждают ученых планировать операции заранее. Марсоходы спроектированы с учетом энергоэффективности и безопасности, а также для медленного передвижения по опасной местности.
|
|
|
|
В результате разведка, как правило, ограничивается лишь небольшой частью места посадки, при этом марсоходы обычно преодолевают расстояние до нескольких сотен метров в день, что затрудняет сбор геологически разнообразных данных.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Space Technologies, команда, возглавляемая доктором Габриэлой Лигеза, бывшей аспиранткой Базельского университета, а ныне научным сотрудником Европейского космического агентства (ЕКА), протестировала другой подход: полуавтономный робот-исследователь, который может исследовать несколько объектов поочередно.-объединять и собирать данные без постоянного вмешательства человека.
|
|
|
|
Результаты показали, что полуавтономные роботы, оснащенные компактными приборами, могут значительно ускорить поиск ресурсов и "биосигнатур" (т.е. свидетельств жизни) на поверхности планет: вместо того, чтобы исследовать один камень под постоянным наблюдением, робот может перемещаться к нескольким целям и автономно выполнять измерения в каждом месте..
|
|
|
|
|
|
|
Исследовательский вопрос заключался в том, сможет ли робот, оснащенный простым научным оборудованием, быстро изучить несколько объектов и при этом получить значимые научные результаты. Результаты показали, что даже относительно компактные приборы могут полностью решить научную задачу: идентифицировать породы, имеющие значение для астробиологии и разведки ресурсов.
|
|
|
|
Чтобы протестировать концепцию, исследователи использовали четвероногого робота "ANYmal", оснащенного роботизированной рукой, несущей два прибора: микроскопический сканер изображений MICRO и портативный рамановский спектрометр, разработанный для проекта ESA-ESRIC Space Resources Challenge. Работа проводилась в сотрудничестве с лабораторией робототехнических систем ETH Zurich, ETH Zurich | Space, Цюрихским университетом и Бернским университетом.
|
|
|
|
Эксперименты проводились на установке "Marslabor" в Базельском университете, которая имитирует условия на поверхности планеты, используя аналоги горных пород, "реголита" (т.е. планетарной пыли) и аналоговые условия освещения. Робот автономно приближался к выбранным целям, приводил в действие приборы с помощью роботизированной руки и передавал изображения и спектры для анализа.
|
|
|
|
Система успешно идентифицировала различные типы горных пород, имеющие отношение к исследованию планеты, включая гипс, карбонаты, базальты, дунит и анортозит. Многие из них имеют научное значение: например, породы, аналогичные лунным, такие как дунитовые (богатые оливином и оксидами), анортозитовые (содержащие анортит) и оксиды, такие как рутил, могут указывать на ценные ресурсы для будущих космических миссий.
|
|
|
|
Команда сравнила два операционных подхода: традиционное исследование с одной целью под пристальным руководством ученых и полуавтономную стратегию с несколькими целями, при которой робот выполняет измерения последовательно в нескольких местах.
|
|
|
|
Полуавтономные миссии оказались намного быстрее. Выполнение многоцелевых задач занимало от 12 до 23 минут, в то время как для выполнения аналогичных анализов под управлением человека требовалась 41 минута.
|
|
|
|
Несмотря на более быстрый темп, робот добился высоких результатов в научных исследованиях. В ходе одного тестового запуска все выбранные цели были правильно идентифицированы.
|
|
|
|
Таким образом, этот подход может позволить будущим миссиям быстро обследовать большие площади поверхности планет. Затем ученые смогут анализировать поступающие данные и выбирать наиболее перспективные места для детального исследования.
|
|
|
|
Вместо того, чтобы ждать, пока люди будут командовать каждым шагом, роботы смогут перемещаться по местности, быстро сканировать скалы и собирать данные. Такой подход позволил бы нам гораздо быстрее проводить научные исследования на поверхности планет. Роботы могли бы быстро исследовать и характеризовать многие горные породы, помогая ученым выявлять наиболее интересные образцы для дальнейшего изучения.
|
|
Подготовка к будущим исследованиям
|
|
|
|
В исследовании подчеркивается, что относительно простые приборы могут предоставлять ценную научную информацию при интеграции в автономные роботизированные системы. Вместо того, чтобы полагаться исключительно на большие и сложные наборы приборов, в будущих миссиях можно будет использовать гибких роботов, которые быстро сканируют окружающую среду и выявляют перспективные цели для детального изучения.
|
|
|
|
Поскольку космические агентства готовятся к предстоящим полетам на Луну, Марс и за его пределы, такие полуавтономные системы могли бы помочь ученым обследовать большие территории за меньшее время, поддерживая как поиск ресурсов, так и возможные признаки прошлой жизни.
|
|
|
|
Источник
|
