NASA хоче досліджувати Енцелад за допомогою одноногого «стрибуна»
Стрибок. Можливо, це найкращий спосіб дослідити супутник Сатурна.
НАСА розглядає варіант використання одноногого робота для вивчення крижаних гейзерів Енцеладу. Йдеться не про повільне катання по пилу. Ми говоримо саме про стрибки. Про забір проб прихованих вивержень підводного океану, які можуть приховувати життя.
Ця концепція отримала назву LEAP — Legged Exploration Across the Plain (Двоножне дослідження рівнини, хоча в контексті концепції йдеться про один стрибучий «колінний» механізм).
Уявіть пристрій розміром із тостер. Приблизно фут заввишки (близько 30 см). Вага – два фунти (менше кілограма). Жодних гусениць ровера. Воно використовує пружинну ногу і обертаються «маховики» всередині шасі для підтримки балансу та запуску. Робот нахиляється, а потім стрибає.
Проект фінансується у рамках програми НАСА Innovative Advanced Concepts. Він заснований на реальному прототипі під назвою SALTO.
На вигляд він схожий на скакалку із пружинною основою. Або, можливо, на ту саму гнучку лампу з піксарівських мультфільмів, яка гнеться та «пружинить». Наукова база? Надихнута білками. Так, справжніми білками. Дослідники спостерігали за їх паркуром за допомогою високошвидкісних камер. Дані були опубліковані в журналі Science Robotics минулого року. Мило? Звісно. Чи практично? Ще більше.
Проблема водіння по місцевій поверхні
Енцелад – найгаряче місце у пошуках позаземного життя. Під крижаною корою тут є глобальний океан. На південному полюсі тріщини, відомі як «тигрові смуги», викидають воду у космос.
Це дає вченим золотий квиток.
Ми можемо аналізувати океан, не бурячи милю за миль смертоносного льоду. Нам потрібно просто почекати, поки матеріал сам підніметься нагору.
Але підійти близько — завдання непросте.
Поверхня навколо цих струменів зруйнована. Крутий гребені. Польові криги. Складний рельєф. Традиційному роверу було б складно. Він міг би застрягти чи перевернутися.
А як щодо польоту?
Це теж не найкращий варіант. Енцелад не має атмосфери. Ракетні двигуни надто «брудні» — вони ризикують забруднити ті зразки, які ми хочемо проаналізувати. Джастін Йім із Університету Іллінойсу прямо сказав на симпозіумі: стрибки тут обіцяють найбільший успіх.
Фізика стрибка
Гравітація на Енцеладі слабка. Дуже слабка. Одна вісімдесята частина від того, що ми відчуваємо на землі.
Маленький поштовх дозволяє пролетіти велику відстань.
За оцінками, один стрибок LEAP становитиме близько 560 футів (майже 170 метрів). Це майже два футбольні поля. Робот злетить на висоту 300 футів (близько 90 метрів) у чорне небо.
І оскільки гравітація настільки слабка, стрибок виглядає повільним.
Тривалістю приблизно за хвилину.
Цей час у польоті – ключовий момент. Робот пропливає прямо через струмінь виверження. Декілька секунд усередині крижаної хмари, поки інструменти сканують склад і збирають дані.
А як щодо більшої кількості ніг?
Ні. Одна нога ідеальна. Вона концентрує енергію. Спрощує конструкцію. Колеса чудово справляються з фазами стояння та посадки. Нога відповідає за вертикальний політ. Два колеса плюс одна нога дають три точки контакту. Достатньо стабільно для скидання налаштувань, але досить незвичайно, щоб викликати запитання.
Холодна, сувора реальність
Швидше за все, LEAP приземлиться з Orbilander – великого космічного апарату, який спочатку вийде на орбіту, а потім здійснить посадку. Маленький стрибун розгорнеться і перестрибуватиме від вентилів до вентилів.
Але ось у чому проблема.
Температура на Енцеладі становить мінус 330 градусів за Фаренгейтом (близько -200 ° C).
Наша техніка ламається за таких температур. У нас немає лабораторних умов, які б повністю відповідали льоду Енцеладу. Частинки відрізняються. Холод екстремальний.
Більшість цієї місії на даний момент має відбуватися у симуляції. Інженерам потрібно довести, що «нога» працює на дивному льоді, перш ніж вони будуватимуть реальний апарат.
Чи досягне цей робот на скакалці «тигрових смуг»? Це ще під питанням.
Можливо, нам спочатку треба навчитися стрибати.
