Инженеры разрабатывают "шагающие" роверы, которые не застрянут в песке чужой планеты

В мае 2009 года марсоход Spirit застрял в рыхлом грунте. Все попытки вызволить его из песка не принесли успеха. Солнечные батареи ровера оказались под неудачным углом к солнцу. Марсоход не получал достаточно энергии для обогрева и в итоге не смог пережить суровую марсианскую зиму. Аппарат, на который были потрачены огромные средства и силы тысяч людей, закончил свою миссию.

Как избежать подобных эксцессов в будущем? Инженеры из Технологического института Джорджии предложили радикальное решение: научить роверы не только ездить, но и ходить.

Специалисты отказались от классической схемы "подвижные колёса на неподвижных осях", скопированной с автомобилей. Вместо этого их экспериментальный аппарат массой 2,1 килограмма может поворачивать оси, а также поднимать и опускать их. Увязнув в грунте, такой "универсал" передвигает колесо вперёд так же, как человек – ногу. Сделав несколько таких "шагов", устройство может выбраться из песчаного плена.

Этот подход был испробован на специальном стенде. Любопытно, что внеземной грунт имитировали с помощью маковых зёрен. Как поясняет ресурс Space.com, они имеют подходящие размеры и такую же неправильную форму, как крупицы лунного реголита или марсианских сыпучих пород. В то же время они гораздо безопаснее для конструкций, чем, например, кварцевый песок. Последний, попав в движущиеся части механизма, может их повредить. Маковые же зёрна просто размалываются в мягкую кашицу. Поскольку целью данных испытаний была проверка принципа движения, а не устойчивости механизмов к износу, инженеры выбрали подобный щадящий вариант.

Экспериментаторы обнаружили также, что подобная "походка" помогает роверу удержаться на крутых склонах. Сгребая грунт, движения оси создают насыпь между передними и задними колёсами, которая стабилизирует аппарат и не даёт ему опрокинуться.

Недостатком такого метода является тот факт, что ровер сильно изменяет облик склона на своём пути. То есть после такого путешествия уже нельзя вернуться и посмотреть, как маршрут выглядел до появления на нём "вездехода".

Впрочем, "ходьбу" не планируется делать основным режимом передвижения. На достаточно ровной и твёрдой поверхности выгоднее всего двигаться как автомобиль, а дополнительные возможности использовать лишь для преодоления трудных участков.

Такие области могут встретиться не только на Марсе, но и на Луне. Напомним, что в полярных районах нашего естественного спутника обнаружен водяной лёд. Это может быть удачей для будущих колонистов, но неудобством для роверов: от такой добавки грунт должен стать менее проходимым.

Результаты испытаний новой системы были представлены на мартовской конференции Американского физического общества (APS March Meeting 2019). Видео с испытаний можно найти по этой ссылке.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о разных подходах к движению роверов. Так, мы писали о колёсах с памятью формы, о прыгающих роверах и о конструкциях, похожих на перекати-поле. Новые способы движения конструкторы ищут и для земной техники, придумывая колёса-трансформеры и сферические шины.