[ad_1]
Роботы в космосе давно не плод воображения писателей-фантастов, а реальность. Казалось бы, исследования космического пространства начались только в XX веке, и вот уже роботизированные помощники сопровождают космонавтов, работают на космических станциях, ремонтируют оборудование, исследуют космос и познают новые грани Вселенной.
Как появились роботы в космосе
Днем начала космической эры человечества считается 4 октября 1957 года. Тогда СССР отправил первый искусственный спутник Земли ПС-1. Через год в космос полетел американский спутник «Эксплорер-1». Позже к освоению космического пространства присоединились Великобритания, Франция, Япония, Китай и другие страны.
Первые исследования и попытки создания космических роботов были предприняты в 1960-е годы. В 1970-м советскими учеными был запущен в космос первый в мире планетоход — «Луноход-1». Внешне самоходный аппарат представлял собой металлическую конструкцию на колесах и весил 756 кг. Конечно, роботом в современном понимании его можно назвать с большой натяжкой, ведь он был не автономный, а дистанционно-управляемый. На протяжении 10 месяцев планетоход изучал космические излучения, поверхность и грунт Луны. Его работу продолжили «Луноход-2» и «Луноход-3».
В 1976 году на Марсе приземлилась пара американских космических зондов — «Викинг-1» и «Викинг-2». Орбитальные аппараты проводили исследования местности и биологические эксперименты, фотографировали и собирали данные с поверхности планеты. Неожиданно удалось обнаружить химическую активность в почве Марса.
Год спустя изучать Солнечную систему стали автоматизированные зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Роботы были разработаны НАСА для проведения исследований недалеко от Сатурна и Юпитера. После ряда открытий (вулканы на спутнике Юпитера, аномалия колец Сатурна) зонды были отправлены изучать космическое пространство вблизи Плутона, Урана и Нептуна.
В 2003 году на Марс были доставлены американские шестиколесные роботы-марсоходы Spirit и Opportunity. Роверы обнаружили на планете следы воды и глинистые минералы. Связь со Spirit была потеряна в 2010 году, а Opportunity в 2015-м прошел дистанцию в 42 км, побив рекорд советского «Лунохода-2» (39 км).
Робот-гуманоид в космосе впервые оказался в 2011 году. Робонавт-2 (R2, на фото справа) был разработан НАСА и General Motors. Он представлял собой верхнюю часть тела человека: тело было белым, а голова — золотого цвета. Благодаря подвижным пальцам рук робокосмонавт мог писать, брать и перемещать предметы, помогать в проведении опытов и выполнении задач. В 2014 году робот был модернизирован путем добавления манипуляторов, имитировавших ноги, усилением процессоров и совершенствованием датчиков. Робонавт-2 стал первым человекоподобным роботом на борту МКС (Международной космической станции).
В 2012 году российскими учеными был создан телеуправляемый человекоподобный робот SAR-400 наподобие Робонавта-2. Помощник космонавтов полностью копировал движения оператора, одетого в специальный костюм, и выполнял мелкую механическую работу. Использовался этот робот для работы в космосе (вне космической станции) и внутри МКС, для сервисных и аварийных задач, а также для проведения исследований и опытов. В этом же году в Германии был разработан и отправлен в космос женоподобный робот-гуманоид AILA ISS со схожим функционалом.
В 2013 году японская компания Dentsu создала гуманоидов-двойников Киробо и Мирата (Kirobo и Mirata). Робот Киробо ростом всего 34 см и весом 1 кг был оснащен камерой для распознавания лиц, обладал разговорными навыками. Он был доставлен на космическую станцию в качестве помощника астронавтам, а его резервная копия Мирата участвовала в образовательных детских мероприятиях на Земле.
В это же время созданный немецкими учеными еще в 2009 году андроид Justin отправился в космос. Космическая версия робота должна была ремонтировать и дозаправлять спутники. Джастин управлялся оператором с Земли с помощью дисплея и экзоскелета. В 2018-м исследователи предположили, что модифицированная версия этого человекоподобного робота, наделенного искусственным интеллектом, способна колонизировать Марс.
В 2016 году впервые появились новости о проекте FEDOR (Final Experimental Demonstration Object Research), созданном по заказу МЧС России. Основой для этой модели послужили роботы SAR-400 и SAR-401. В 2019-м робот Федор в космосе решал тяжелые и опасные задачи на борту космических кораблей и за их пределами. Его обучили открывать двери, работать с дрелью, отверткой и фонариком, стрелять, ремонтировать, а также понимать речь космонавтов и отвечать на вопросы.
В 2018 году компания SpaceX отправила на МКС своего робота Саймона (CIMON, или Crew Interactive MObile companioN) с искусственным интеллектом. Умная летающая сфера с мультяшным лицом на экране должна была помочь космонавтам в проведении экспериментов и исследований, стать ИИ-ассистентом экипажа.
Примерно в это же время небольшой японский дрон Int-Ball, изготовленный с помощью метода 3D-печати, снимал на камеру проводимые на космической станции эксперименты. Он на 10% уменьшил объем работы астронавтов.
Что делают роботы в космосе
Роль роботов в космосе велика: они работают на космических станциях и кораблях, изучают планеты и спутники, помогают космонавтам в проведении опытов и исследований, трудятся в сложных и опасных условиях.
✔ Изучение местности
Роботов направляют на различные космические объекты, непригодные для жизни и нахождения на них человека.
✔ Работа в экстремальных условиях
Роботы могут работать при высоких и низких температурах, радиоактивном излучении, высоком давлении и т.д.
✔ Улучшение технических возможностей
Роботы способны ремонтировать космические станции, корабли и спутники. Они проводят диагностику, меняют поврежденные детали, выполняют трудоемкие задачи в невесомости.
✔ Помощь в исследованиях астронавтов
Роботы могут выполнять рутинные операции и задачи, собирать данные и образцы, помогать в более сложных заданиях.
✔ Поиск жизни
Роботы могут быть отправлены на планеты и экзопланеты для поиска признаков жизни и условий, благоприятных для жизнедеятельности.
✔ Колонизация других планет
Роботы могут стать основой для колонизации других планет: исследовать ресурсы, помогать в подготовке миссий, выполнять строительные работы.
Какими бывают космические роботы
Для разных космических миссий используются разные типы роботов. Они отличаются внешним видом, оснащением, функциями и задачами.
◉ Манипуляторы
Роботизированные устройства с механическими инструментами или руками, созданные для ремонта и обслуживания оборудования, перемещения предметов, помощи в экспериментах, выполнения задач, требующих точности и аккуратности.
◉
Роботы, исследующие космическое пространство без физической посадки. Они используют камеры и другие инструменты для изучения условий на других планетах.
Роботы-зонды: «Вояджер-1» и «Вояджер-2»
◉ Роверы
Мобильные роботы, оснащенные колесами или гусеницами для передвижения. Используются для исследования поверхности планет и спутников. Например, луноходы и марсоходы.
Роботы-роверы: Opportunity, Curiosity
◉ Дроны
Беспилотные летательные аппараты, исследующие атмосферу и поверхности космических объектов. Благодаря камерам и специальным инструментам такие роботы могут собирать данные в труднодоступных и недоступных для людей местах.
Роботы-дроны: SPHERES, CIMON, Int-Ball
◉ Антропоморфные роботы
Человекоподобные роботы в космосе проверяют системы жизнеобеспечения космического корабля, помогают в проведении опытов и выполняют различные технические задачи, опасные для экипажа.
Роботы-гуманоиды: Робонавт-2, FEDOR
◉ Компаньоны
Такие роботы являются не только хорошими ассистентами в решении задач, в том числе интеллектуальных, но и поддерживают космонавтов морально, скрашивают их одиночество.
Роботы-компаньоны: Kirobo, Astrobee, CIMON
◉ Автономные робототехнические системы
Автономные системы могут выглядеть по-разному, важно, что они способны принимать решения и выполнять задачи без прямого участия человека. Алгоритмы искусственного интеллекта и встроенные датчики позволяют им адаптироваться к нестабильным условиям космической среды, самостоятельно ориентироваться в пространстве.
Автономные роботы: аппараты серии «Вояджер», CIMON
◉ Аватары
Это роботы с технологией телеприсутствия: благодаря различным камерам, микрофонам и датчикам оператор может общаться через робота, получать от него сенсорную информацию о внешней среде, дистанционно действовать через это устройство и оценивать, как среда на эти действия реагирует. В некоторых случаях человек осуществляет управление с помощью экзоскелета – робот точно повторяет движения специального костюма, надетого на оператора. Многие роботы-аватары способны переключаться и в автономный режим работы.
Роботы-аватары: Джастин; FEODOR; CIMON
Перспективы развития космической робототехники
В последние годы в космосе все чаще используются роботы с искусственным интеллектом, способные собирать и анализировать данные, делать прогнозы. Новые модели будут выполнять все более сложные и кропотливые задачи.
Например, Индия планирует в 2024 году запустить на орбиту робота-гуманоида Vyommitra. Этот человекоподобный робот в женском обличии проверит работу систем жизнеобеспечения космического корабля «Гаганьян» перед тем, как на него отправятся люди. Она также общается на нескольких языках и способна отвечать на вопросы центра управления полетом.
А в Самарском национальном исследовательском университете имени С.П. Королева разработали проект роботизированного комплекса для автоматического спасения космонавтов, оказавшихся в открытом космосе без крепления к космическому кораблю. Наноспутник-спасатель догонит улетающего от станции космонавта и возьмет его на буксир.
Развитие и использование робототехники и новых технологий в исследовании космоса открывает большие возможности освоения новых планет и галактик. Роботы-исследователи, строители и помощники астронавтов способны выполнять задачи качественно и быстро, изучать труднодоступные и опасные места, ассистировать в опытах, а космические миссии могут проходить и вовсе без непосредственного участия человека.
Виктория РОДИЧЕВА
Изображения: Freepik; НАСА; РИА «Новости»; Business Wire; «Роскосмос»; Европейское космическое агентство; инфографика автора
[ad_2]
Источник
