Быстрее Curiosity: NASA тестирует новый ровер для Луны и Марса
- NASA испытала новый прототип планетохода Ernest для будущих миссий на Луну и Марс.
- Ровер самостоятельно преодолел около 26 км по сложной местности с минимальным вмешательством инженеров.
- Ernest может преодолевать препятствия, недоступные для марсоходов Curiosity и Perseverance.
Инженеры NASA завершили серию испытаний нового прототипа планетохода Ernest (Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain), который в будущем может использоваться для исследования Луны и Марса.
Аппарат уже продемонстрировал более высокую скорость, улучшенную автономность и способность передвигаться по сложной местности без постоянного контроля человека.
Тесты проходили в пустыне Колорадо на юге Калифорнии. Во время испытаний четырехколесный ровер преодолел около 26 км с минимальным вмешательством инженеров.
Чем Ernest отличается от нынешних марсоходов
Прототип создали в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) в Южной Калифорнии. Его длина составляет около 1,2 м.
В отличие от шестиколесных марсоходов Curiosity и Perseverance, Ernest может поднимать каждое колесо отдельно, чтобы преодолевать сложные препятствия. Кроме того, аппарат получил расширенные возможности самостоятельного принятия решений.
По словам руководителя испытаний Иссы Неснаса, технологии, которые отрабатывают на Ernest, могут лечь в основу будущих миссий по исследованию труднодоступных районов Луны и Марса.
Команда рассматривает возможность создания ровера, который будет примерно вдвое больше нынешнего прототипа и сможет выполнять длительные дальние путешествия по поверхности Луны.
Во время последней серии тестов Ernest двигался со скоростью до 1 км/ч на протяжении 37 часов за семь дней испытаний. Это примерно в десять раз быстрее максимальной скорости, которую обычно развивают Curiosity и Perseverance.
Планетолог JPL Джеймс Кин сравнил потенциал новой машины с научной экспедицией на колесах.
— Можно было бы совершить настоящее научное путешествие по Луне или Марсу на таком транспорте, — отметил он.
Активная подвеска и движение в любом направлении
Первоначальной целью разработчиков было создание относительно простого и недорогого ровера, который стал бы развитием системы подвески rocker-bogie. Именно эта технология используется на всех марсоходах NASA еще со времен миссии Sojourner.
Ernest получил активную подвеску, которая позволяет изменять распределение веса между колесами в зависимости от условий движения. Два управляемых шарнира спереди позволяют использовать разные способы передвижения, в частности преодолевать препятствия, двигаться по сложному рельефу и выполнять маневры, недоступные для традиционных планетоходов.
Благодаря специальному механизму аппарат может переключаться между активной и пассивной подвеской. Пассивный режим менее эффективен на сложном рельефе, однако требует меньше энергии.
Все четыре колеса могут поворачиваться независимо друг от друга, поэтому ровер способен двигаться не только вперед или назад, но и в сторону.
Перед созданием финальной версии команда построила два меньших прототипа и протестировала 11 различных конфигураций активной подвески. Испытания проводили на искусственном лунном грунте с разными углами наклона поверхности.
ИИ научил ровер действовать самостоятельно
После завершения разработки аппарат еще нуждался в постоянном управлении оператором. Чтобы научить его работать автономно, инженеры применили метод обучения с подкреплением — одно из направлений искусственного интеллекта, когда робот обучается через взаимодействие с окружающей средой.
Для этого в JPL создали высокоточную виртуальную среду, которая воспроизводит поведение реального ровера. В симулятор загрузили данные о работе машины на разных типах поверхностей, после чего провели тысячи часов цифровых испытаний на вычислительном кластере.
После нескольких месяцев тренировок Ernest проверили на специальном полигоне Mars Yard. Там для него подготовили маршрут с песчаными волнами, кучами камней, ступенями и крутыми склонами.
Ровер успешно преодолел все препятствия самостоятельно, после чего прошел еще ряд подобных тестов.
Сейчас команда NASA работает над следующим этапом развития автономности. Планируется, что Ernest будет не только определять, когда использовать активную подвеску, но и самостоятельно выбирать оптимальный маршрут, обходя опасные участки и преодолевая проходимые препятствия.
