Новые колеса помогут марсоходам не застревать в песке
Немецкие исследователи из Вюрцбургского университета испытали новую конструкцию колес для марсоходов. Идею ученые подсмотрели у сцинка, которого называют «песчаной рыбой»: это небольшая пустынная ящерица, которая умеет зарываться в песок и двигаться под ним волнообразными движениями. Инженеры попытались повторить этот принцип, чтобы ровер меньше буксовал на мягком грунте.
Проблема проходимости — главная уязвимость роверов. В апреле 2009 года из-за рыхлого сульфатного песка NASA столкнулось с критической ситуацией для марсохода Spirit: в районе плато «Домашняя плита» (локация «Троя») его колеса прорвали твердую корку, вырыли под собой глубокие ямы, и ровер настолько глубоко застрял, что его днище практически касалось грунта (село на «брюхо»). Окончательно миссия была признана потерянной в мае 2011 года после полутора лет безуспешных попыток освободить ровер.
Дело в том, что шасси большинства современных роверов оптимизированы для движения на малых скоростях и на мягком грунте имеют тенденцию пробуксовывать, проваливаться или застревать. Вместо привычного качения по прямой, новые жесткие колеса имеют особую изогнутую форму («восьмерку»), из-за чего при вращении они непрерывно виляют из стороны в сторону. Такое циклическое движение заставляет колесо не выбрасывать песок назад, а постоянно подгребать его под себя с боков. Это создает вертикальную подъемную силу, которая выталкивает марсоход наружу и удерживает его на поверхности дюны.
Первые образцы были слишком узкими и тяжелыми, поэтому сами страдали от тех же проблем: проскальзывали и уходили в песок. Узкий обод создавал слишком высокое давление на грунт, и боковое загребание песка не успевало компенсировать вес конструкции. Позже колеса сделали шире и легче, и результат стал лучше.
Во время испытаний такие колеса оставляли на песке характерные волнистые следы — это подтверждает, что колеблющийся обод успешно передает грунту волновые (синусоидальные) усилия, толкая робота вперед без пробуксовки. На песчаном покрытии новая конструкция действительно оказалась эффективнее обычных круглых колес.
Все о Марсе: есть ли жизнь, сколько лететь и почему называют Красной планетой
До применения на Марсе технологии еще далеко. Однако марсоходам приходится иметь дело не только с песком: на поверхности планеты есть камни, гравий и смешанные участки рельефа. Работа над тем, чтобы колеса «песчаной рыбы» работали на всех этих поверхностях, продолжается.
Ближайший европейский марсоход «Розалинд Франклин», запуск которого планируется в 2028 году, такие колеса уже не получит: его конструкция давно утверждена. Но идею могут рассмотреть для более поздних миссий ЕКА к поверхности Марса.
Фото Marco Schmidt / Universität Würzburg
Самое популярное
