В США предложили разработать прыгающего робота для отправки на Энцелад

Концепцию предложил доцент Джастин Йим, руководитель лаборатории мобильных роботов факультета машиностроения Иллинойского университета в Урбане-Шампейне  (США). Проект получил грант от NASA в рамках программы NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts), которая направлена на финансирование и поддержку развития инновационных технологий на ранних этапах их реализации.

За основу разработки взят одноногий прыгающий микроробот SALTO (это аббревиатура от SAtatorial Locomotion on Terrain Obstacles, что можно перевести как «Плавное передвижение по пересеченной местности с препятствиями»), сконструированный инженерами из Калифорнийского университета в Беркли в 2017 году. Это крошечная конструкция высотой около 50 см и весом в 500 гр., способная подпрыгивать в воздух на метр и опускаться обратно, подобно пружине.

Йим доработал технологию для потенциального исследования нижних частей массивных водяных шлейфов на поверхности Энцелада, спутника Сатурна, дав ей название «прыжковое исследование по всему шлейфу» LEAP (Legged Exploration Across the Plume). У него нет атмосферы, поэтому аппараты, подобные беспилотному марсианскому коптеру Ingenuity, для использования не подходят.

Поскольку сила тяжести Энцелада не превышает 1% земной, вездеходам на колесах также будет сложно (скорее, невозможно) передвигаться по неровной ледяной поверхности, поэтому оптимальным вариантом будет механический робот, который перемещается с помощью прыжков. В условиях низкой гравитации возможностей механизма было бы достаточно для преодоления 90 метров по вертикали или 170 метров по горизонтали за один раз, что позволило бы перемещаться между струями гейзеров вне зависимости от условий рельефа и проводить прямые измерения, недоступные для орбитально-посадочного аппарата.

По задумке автора, доставить робот на поверхность спутника Сатурна сможет орбитально-посадочный зонд «Энцелад», разработку которого сможет начать NASA. Согласно первоначальной задумке, он будет запущен в конце 2030-х годов, проведет 1,5 года на орбите Энцелада и соберет образцы водяных шлейфов, которые простираются в космос. После этого ожидается посадка на поверхность, где в течение двух лет аппарат будет проводить исследования в поисках признаков жизни. Получить данные о нижних частях гейзеров ему самостоятельно не удастся, однако это будет под силу роботу LEAP.

По словам ученых, миссия LEAP может стать важным шагом вперед в понимании строения Энцелада: «Непосредственный отбор проб из нескольких водяных гейзеров позволяет получить гораздо более полную картину состава и процессов в океане, чем это было бы возможно при отборе проб из одной точки. Такой многоточечный отбор проб — ключ к пониманию изменчивости внутри гейзеров и потенциальному выявлению областей океана, в которых концентрация определенных соединений выше».

В то же время есть и несколько важных проблем, которые придется решить перед отправкой робота на Энцелад. Первоначальный дизайн SALTO предусматривал только демонстрацию концепции «одноногого робота», содержал только один электродвигатель, который позволял роботу выполнять простые прыжки. Однако для LEAP понадобятся как минимум два таких мотора. Это даст ему возможность делать повороты, тем самым расширив возможности робота по ориентации в пространстве, а также позволит возвращать его «на ноги» при падении.

Как и все проекты NIAC, концепт робота LEAP все еще находится на ранней стадии разработки. Ожидается, что результатом этого этапа станет тематическое исследование, в котором будут показаны параметры, которые необходимо учитывать при проектировании будущих прототипов аппарата.