КОСМИЧЕСКИЕ РОБОТЫ
Освоение космического пространства осуществляется при помощи космических роботов На данном этапе космических исследований большую роль будут играть (и уже играют!) очувствленные космические роботы. В самом деле, искусственные спутники Земли, орбитальные космические станции, автоматические межпланетные станции и космические корабли, как и обычные земные объекты, нуждаются в управлении, контроле, ремонте и техническом обслуживании. Многие из этих функций вполне могут быть поручены роботам второго поколения. Кроме того, для исследования планет Солнечной системы (их атмосферы, поверхности и т. п. ) также необходимы очувствленные роботы. В чем же специфика условий работы космических роботов? В открытом космосе и на Луне нужно считаться с вакуумом, значительной радиацией, резкими изменениями температуры, ослаблением силы тяжести (невесомость), а также с особенностями лунного ландшафта. Что же касается планет Солнечной системы, то каждая из них обладает своеобразными свойствами атмосферы и поверхности (температура, давление, химический состав, рельеф и т. п. ), которые сильно варьируются от планеты к планете. Все это порождает целую систему специфических требований и ограничений, накладываемых на искусственные органы чувств, исполнительные механизмы и другие подсистемы космических роботов. Например, органы передвижения должны позволять роботу перемещаться по местности со сложным рельефом (горы, камни, ямы, пропасти и т. п. ) при любом характере грунта на поверхности планет. Здесь возможны и уже применяются различные варианты технических решений: роботы с колесным, шагающим, колесно-шагающим или гусеничным шасси, прыгающие роботы с реактивными движками и ряд других конструкций.
В октябре 1959 г. с помощью советской автоматической станции «Луна-3» впервые удалось сфотографировать обратную сторону Луны и тем самым положить начало прямому изучению лунной поверхности и, в частности, осуществлению ее картографирования.
Фундаментальные сведения о поверхности Луны были получены в результате передачи на Землю панорамных снимков последующими советскими дистанционно-управ-ляемыми роботами «Луна-9» и «Луна-13» , а также американскими космическими аппаратами «Рейнджер» и «Сервейер» . Круговые панорамы лунной поверхности позволили увидеть рельеф Луны так, как его увидел бы человек, находящийся непосредственно на Луне (разрешение переданных роботами изображений составляло 1 мм). Например, на одном из снимков, переданных космическим роботом «Сервейер-1» , виден большой камень размером около 0, 5 м, а также много мелких углублений и бугорков вблизи места прилунения.
24 сентября 1970 г. возвращаемый аппарат автоматической станции «Луна-16» , стартовавший 12 сентября 1970 г. , доставил на Землю образцы лунного грунта, взятые из «морского» района Луны (северо-восточная часть моря Изобилия). Аналогичная операция была совершена станцией «Луна-20» в феврале 1972 г.
Эти выдающиеся космические и робототехнические эксперименты показали, в частности, насколько сложным и, казалось бы, невыполнимым может быть даваемое космическому роботу задание. В самом деле, для его осуществления потребовалось после приближения к Луне совершить серию маневров и мягкую посадку на ее поверхность, взять с помощью манипулятора образцы лунного грунта, уложить их в контейнер, а затем с помощью космической ракеты осуществить старт с поверхности Луны, полет на Землю и мягкую посадку возвращаемого аппарата в заданном районе Советского Союза.
17 ноября 1970 г. автоматическая станция «Луна-17» , совершив мягкую посадку в районе Моря Дождей, впервые доставила на Луну очувствленный космический робот «Луноход-1» . Этот робот, изображенный на рис. 6, имеет восьмиколесное шасси, большой ассортимент информационно-измерительных датчиков (включая телевизионную камеру), бортовую управляющую систему и средства связи с человеком-оператором, находящимся на Земле. Телевизионный канал обратной связи позволил создать человеку-оператору «ощущение присутствия» на окружающей робота лунной местности. Эта зрительная информация использовалась человеком для управления передвижением «Лунохода-1» и его манипулятором с целью взятия проб грунта в 500 пунктах трассы длиной 10, 5 км; в 25 точках проводился химический анализ проб. Работа робота на Луне продолжалась 10, 5 месяцев.
16 января 1973 г. автоматическая станция «Луна-21» доставила на Луну (кратер Лемонье близ гор Тавр) следующий самоходный космический робот «Луноход-2» , отличавшийся от первого незначительной модернизацией. За пять месяцев этот очувствленный робот, управляемый в супервизорном режиме человеком-оператором, прошел около 37 км, передав на Землю много цепной информации.
8 июня 1975 г. в Советском Союзе был осуществлен запуск автоматической станции «Венера-9» , а 14 июня— станции «Венера-10» . Эти станции, представляющие собой сложные робототехнические системы, предназначались для исследования атмосферы и поверхности Венеры. Через 126 суток полета станция «Венера-9» стала первым искусственным спутником Венеры, а спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на поверхность планеты с помощью парашютной системы, которую в нужный момент включила бортовая автоматика. Во время спуска и после посадки со спускаемого аппарата передавалась ценнейшая и уникальная научная информация о физических и химических свойствах Венеры и ее атмосферы. На Землю было также передано полученное с помощью телефотометров панорамное изображение ландшафта Венеры. В тот же день эти сенсационные фотографии увидели миллионы телезрителей, и они обошли мировую печать. Через три дня — 25 октября — «Венера-10» повторила весь сложный цикл операций своей предшественницы в другом районе Венеры.
Посадочный блок «Викинга» — это, по существу, сложный робот-лаборатория, но не подвижный, как «Луноход» , а стационарный. Он спроектирован специально для суровых условий марсианской среды: там холодно и сухо, временами бывают пылевые бури. В этих условиях робот должен функционировать по возможности самостоятельно, не требуя команд человека, тем более, что время между посылкой и приемом радиокоманды между Землей и Марсом составляет 20 минут. В связи с этим в память робота были введены специальные программы, которыми он мог руководствоваться в течение трехнедельной работы, даже при отсутствии связи с Землей. Для поиска форм жизни на Марсе робот «Викинг» оснащен химико-биологической лабораторией — сложнейшим агрегатом, состоящим из разнообразной химической аппаратуры и автоматических устройств. Вся лаборатория массой 13, 6 кг и объемом около 0, 03 м 3 содержит более 40 000 микроминиатюрных компонент, в том числе 22 000 транзисторов, химические печи, нагреватели, счетчики Гейгера, баллоны с радиоактивными газами, водой и многое другое. Робот оснащен манипулятором, который позволяет захватить специальным совком образцы марсианского грунта в радиусе трех метров.
Современные космические роботы Космический робот с женскими формами может когда-нибудь вступить на борт Международной космической станции. Германский робот AILA имеет женскую фигуру с современной женской прической на голове, и большие темные глаза – совершенно отличный внешний вид по сравнению с плечистым торсом и космическим шлемом робота, который разрабатывает НАСА — Robonaut 2. Но оба робота имеют все шансы доказать, что люди и роботы могут эффективно работать вместе при будущем освоении космоса.
Вместо отправки астронавтов для осмотра и ремонта сломанных спутников и космических кораблей, роботы могут быть отправлены в качестве интеллектуальной стаи, общаясь друг с другом, и проверять объекты. Роботы-дроиды, как и пару лет назад, напоминают волейбольный мяч, в условиях микрогравитации на борту МКС, они парят в воздухе, как будто в космическом пространстве. Однако, разработчики научили роботов сотрудничать друг с другом, при их совместных исследованиях и проверках в космической среде.
АСА тестирует луноход для геологической разведки воды на Луне Этот прототип лунохода, который называется RESOLVE, не несет полезной нагрузки. Он предназначен для геологической разведки воды на Луне, поскольку без воды на Луне невозможно создать постоянную лунную базу. Этот космический робот-разведчик – результат сотрудничества между Космическим центром имени Джона Кеннеди и Канадским космическим агентством. Идея состоит в том, что робот может быть посажен на поверхность Луны, где он будет автономно просверливать в верхнем слое Луны (в реголите) скважины в поисках воды и других полезных ресурсов. Со временем, луноход сможет создать карту распределения полезных ископаемых, которая будет показывать, в частности, где самые лучшие места для добычи воды.
Новая космическая гонка (к счастью – не вооружений) началась между США, Германией и Японией. Эти страны стремятся создать космических роботов, которые могли бы радикально помочь в ремонте и модернизации Международной Космической Станции (МКС) и ещё поддающихся восстановлению дорогостоящих спутников. Однако, благодаря Центральному научно-исследовательскому институту машиностроения (находящегося в ведении Федерального космического агентства России), Россия сказала своё веское слово в этом вопросе. Российские исследователи разработали и построили телеуправляемого человекоподобного робота, называемого SAR-400 (чуть ли не С-400 “Триумф”…)…Этот робот – вылитая копия Роботонавта НАСА. Мы не так давно писали об этом космическом роботе. Россия планирует отправить SAR-400 на МКС в течение ближайших двух лет.
Беспилотник «AVIATR» имеет ряд принципиальных отличий от своих военных собратьев, которые широко используются для проведения разведывательных миссий на Земле. Так, благодаря низкой гравитации и высокой плотности атмосферы Титана, а также использованию компактного источника энергии, «AVIATR» сможет находиться в полёте практически вечно. Кстати, в качестве энергоблока Джейсон Барнс предлагает задействовать генератор Стирлинга с радиоизотопным источником энергии (Advanced Stirling Radioisotope Generator, ASRG). Его разработкой и усовершенствованием в настоящее время активно занимаются
Будущее освоения космоса за высокоразвитыми автономными роботами.
Скачать презентацию КОСМИЧЕСКИЕ РОБОТЫ Освоение космического пространства осуществляется при
Космические роботы.pptx