RoboBall: Инновационный робот для исследования лунных кратеров

В центральном Техасе, на расстоянии около 370,000 километров от Луны, команда исследователей из Техасского университета A&M работает над уникальным проектом — роботом RoboBall. Этот 1.8-метровый и 150-килограммовый надувной робот, созданный под руководством механического инженера Риши Джангале, предназначен для исследования труднодоступных участков Луны, таких как кратер Шаклтона на южном полюсе.

Цели и задачи RoboBall

Кратер Шаклтона, имеющий диаметр 21 км и глубину 4 км, содержит множество мелких кратеров, которые никогда не освещаются солнцем. В этих вечных тенях находятся загадочные вещества, включая древнюю лунную геологию и запасы замороженной воды, которые могут стать основой для будущей лунной базы. Как отмечает космический минералогист Сара Рассел из Лондонского музея естественной истории, Луна является архивом истории Земли, и роботизированные исследования могут значительно улучшить понимание этих процессов.

Концепция и дизайн

Идея RoboBall была предложена Робертом Амброузом, бывшим инженером NASA, который начал разработку концепции в 2003 году. Он пришел к выводу, что форма шара может решить проблему опрокидывания роботов на лунной поверхности, особенно в условиях низкой гравитации. Надувной шар не может опрокинуться, а его форма защищает внутренние компоненты от острых камней, пыли и резких температурных колебаний, которые могут достигать от 93 °C на солнечной стороне до -240 °C в тени кратеров.

Принцип работы RoboBall

RoboBall управляется с помощью маятника внутри оболочки, который изменяет центр масс. На ровной поверхности, если маятник направлен вперед, шар катится вперед. Если маятник наклоняется влево или вправо, RoboBall поворачивает в ту же сторону. Эта простота в конструкции делает RoboBall уникальным среди космических роботов, так как у него всего два актуатора, которые защищены от внешних факторов.

Тестирование и результаты

В 2022 году команда завершила создание прототипа RoboBall II, а затем в течение 11 месяцев разработала полную версию RoboBall III. В ходе первых тестов в карьере в Техасе RoboBall III успешно спустился по склонам, преодолел мягкие участки и смог запускать гипотетические полезные нагрузки обратно из кратера с помощью небольших ракет. Робот работает от большой батареи и может надуваться во время миссии на Луне, заряжаясь от роботизированного ровера на краю кратера.

Будущее RoboBall

Хотя RoboBall не подходит для всех типов миссий, его конструкция позволяет адаптировать внутреннее пространство для размещения научных инструментов. Текущая стоимость RoboBall составляет примерно 250,000 долларов, но для реальной лунной миссии потребуется улучшить материалы и электронику. Команда планирует сотрудничать с государственными агентствами и подрядчиками в области космических полетов для дальнейшей доработки дизайна. В этом году Техасский университет A&M откроет новое учреждение в Хьюстоне с крупнейшими в мире имитациями лунных и марсианских ландшафтов, что поможет команде Джангале приблизить RoboBall к его конечной цели — Луне.