Инженеры обнаружили серьезный недостаток в методах тестирования лунных и марсианских роверов на Земле. Рассмотрим, что именно стало известно.
Когда дорогостоящий космический аппарат оказывается в ловушке из рыхлого песка или камней (как это произошло с марсоходом Spirit в 2009 году), инженеры вынуждены управлять им вручную, действуя как виртуальные спасатели. Они отправляют сложные команды, чтобы заставить колеса аппарата вращаться или менять направление движения. Так они пытаются аккуратно и медленно вернуть его на путь исследования, сообщает ScienceDaily.
Несмотря на неудачу с Spirit, будущее изучение планет может стать менее рискованным благодаря более тщательным испытаниям на Земле. Инженеры-механики Висконсинского университета в Мадисоне провели компьютерное моделирование, которое выявило серьезную проблему существующего метода тестирования аппаратов на Земле перед их запусками в космос. Оказалось, что такие тесты создают неоправданно завышенные ожидания относительно поведения роботов на отдаленных поверхностях.
Ключевым фактором успеха каждой космической экспедиции является глубокое понимание особенностей передвижения роверов по другим небесным телам Солнечной системы в условиях низкой гравитации, чтобы избежать ситуаций, когда аппарат может застрять в мягких грунтах или среди скал. Гравитация на Луне примерно в шесть раз меньше, чем на Земле. Ученые на протяжении десятилетий тестировали модели будущих луноходов, снижая массу устройств в соответствии с разницей в гравитационном воздействии между Землей и Луной, проверяя, как легкие аппараты ведут себя в песчаной среде пустынь. Таким образом, оценивалось поведение машин на спутнике Земли. Однако стандартный подход не учитывал важный аспект: гравитационное воздействие самой Земли на песчаные материалы, использованные для тестирования.
Моделирование, проведенное профессором машиностроения Дэном Негрутом и его командой, показало, что земная гравитация гораздо сильнее влияет на твердость и стабильность почвы, чем аналогичная сила на Марсе или Луне. Песчаный грунт на Земле более устойчив и сопротивляется сдвигу колес транспортных средств. Лунная же почва значительно более подвижна и легко деформируется, что создает проблемы с сцеплением и перемещением аппаратов.
«Очевидно, что теперь мы осознаем необходимость учитывать влияние гравитации не только на сам ровер, но и на окружающую его среду, чтобы точнее прогнозировать поведение устройства на Луне. Полученные результаты подчеркивают важность физических моделей для оценки проходимости космических аппаратов по мягким почвам», — заключает эксперт.
Фото: hi-tech.mail.ru