Asteroid kamari imkoniyatlar va noma'lum narsalarga boy, resurslar va ilmiy sirlarga boy.
Qanday qilib bu mayda jismlarga xavfsiz tarzda qo'nishingiz va harakatlanasiz? Bu ko'plab muhandislar o'ylagan savol. An'anaviy apparat robotlari mo'rt asteroid yuzasiga qo'nganda, ular sirt tuzilishini buzish xavfi yuqori bo'lib, haqiqiy namunalarni olish yoki doimiy aniqlashni imkonsiz qiladi.
Yangi turdagi "yumshoq robot" asteroid missiyalari uchun yutuq berishi mumkin.
01 Mo'rt asteroid qiyin qo'nish muammosiga duch keldi
Robot-kosmik kemani oyga yoki sayyoraga xavfsiz qo'ndirish allaqachon juda qiyin. Asteroidga qo'nish yanada qiyinroq.
Gigant sayyoralardan farqli o'laroq. Asteroidlarning sirt tortishish kuchi juda zaif, ehtimol hatto Yerning bir necha milliondan bir qismi. Mikrogravitatsiya muhiti kosmik kemalarning qo'nishi va faoliyati uchun katta qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. An'anaviy "qattiq qo'nish" usulida qo'zg'atuvchilarga tayanib, aniq nazoratga erishish qiyin va asteroidning bo'sh sirt tuzilishini yo'q qilish oson, bu asteroid tarkibi va evolyutsiya tarixini o'rganishga jiddiy ta'sir qiladi.
NASAning OSIRIS-REx missiyasi Bennu asteroidiga juda konservativ yondashdi. "Biz sirt bilan haqiqiy aloqa noaniqligi bilan kerak bo'lgandan ko'ra uzoqroq vaqt davomida kurashishni xohlamadik", dedi Moreau. Shunday qilib, ular asteroidni 16 soniyada uzun namuna olish qo'li bilan josuslik qilish sxemasini ishlab chiqdilar.
Hozirgi texnologiya bilan biz haqiqiy asteroid "qo'nishdan" hali uzoqdamiz.
02 Sekin qo'nish: yumshoq robotning ko'rinishi
Mikrogravitatsiya muhitining xususiyatlarini hisobga olgan holda, Kolorado universiteti professori Jey Makmaxon jamoasi dadil g‘oyani ilgari surdi: asteroidlarning yumshoq qo‘nishiga erishish uchun “yumshoq robotlar” – AoESni ishlab chiqish. Ushbu robot qo'nish va sirt faoliyati uchun elektromagnit adsorbsiya va elektrostatik yopishish kabi zaif kuchlardan to'liq foydalanadi, propellantlar va mexanik ankrajlarga tayanishga hojat yo'q va "nol to'qnashuv" tinchlantiruvchi qo'nishga erisha oladi.
Yumshoq robot suv nilufarlariga o'xshash bir nechta gulbarglar shaklida yaratilgan. Gulbarglar elastik materialdan yasalgan bo‘lib, ular asteroid yuzasining katta maydonlarini sirt topografiyasiga zarar yetkazmasdan qoplay oladi, shuningdek, ular orbital tezligi va quyosh radiatsiyasi bosimidan foydalanib, o‘z orbitasini sozlash va sekinlashtirish uchun aylanib, cho‘zila oladi.
Yumshoq robotlar elektromagnit adsorbsiya uchun asteroidlarning sirt zaryadini taqsimlashdan foydalanishi mumkin. Asteroid yuzasi turli xil chang zarralari bilan to'ldirilgan bo'lib, ular murakkab zaryad taqsimoti va elektr maydonlarini hosil qiladi, xuddi gekkonlar devorga biriktirish uchun molekulyar o'zaro ta'sirlardan foydalanadilar, yumshoq robotlar ham zaryad bulutini boshqarish orqali asteroid yuzasiga yopishishi mumkin. ba'zi gulbarglar.
Qo'shishning yana bir usuli - elektrostatik kuch ishlatish. Asteroid yuzasidagi elektrostatik kuch zaif bo'lsa-da, yumshoq robot ulkan sirt maydoni orqali etarlicha elektrostatik yopishqoqlikni to'plashi mumkin. Ayrim gulbarglarning zaryadini sozlash yumshoq robotning harakatlanishiga imkon beradi. Ushbu harakat rejimi yonilg'i harakatini talab qilmaydi va asteroidning ikkilamchi ifloslanishiga olib kelmaydi.
03 Uzoq muddatli monitoring va resurslardan foydalanish
Yumshoq qo‘nish muvaffaqiyatli amalga oshirilsa, yumshoq robotlar asteroid yuzasida uzoq vaqt davomida turli ilmiy izlanishlarni amalga oshirishi mumkin bo‘ladi. Asteroidning hosil bo'lish mexanizmi va evolyutsiya tarixini aniqlash uchun magnit maydonlarni, issiqlik oqimini, zaryad taqsimotini va boshqa ma'lumotlarni kuzatish uchun sirtdagi sensorlar bilan nuqta qo'yish mumkin. Uzoq muddatda bu asteroid resurslarini ishlab chiqish va ulardan foydalanish uchun katta ahamiyatga ega
04 Texnik qiyinchiliklar: navigatsiya, quvvat va boshqaruv
Asteroidlarga qo'nish uchun yumshoq robotlardan foydalanish kontseptsiyasi juda jozibali, biroq u ko'plab texnik qiyinchiliklarga ham duch keladi, eng muhim masalalar navigatsiya va boshqaruvdir.
Murakkab va noma'lum asteroid muhitida aniq qo'nish va sirt navigatsiyasiga erishish uchun yumshoq robotlar to'siqlardan qochish va avtonom rejalashtirish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. Qattiq jism bilan solishtirganda, yumshoq robotning dinamikasi va boshqaruv tizimi ancha murakkab. Gulbarg qo'lining har bir deformatsiyasi umumiy massa taqsimotini va dinamik parametrlarni o'zgartiradi. Boshqarish algoritmi samarali va aniq bo'lishi va noma'lum muhitga etarli darajada moslashishi kerak.
Uzoq muddatli kosmik parvoz yumshoq robotlarning materiallari va tuzilmalari uchun ham jiddiy qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. U yuqori radiatsiya va haddan tashqari harorat farqlariga bardosh bera olishi va ishlamay qolganda o'z-o'zini ta'mirlash qobiliyatiga ega bo'lishi kerak.
Massani kamaytirish va strukturaviy quvvatni yaxshilash - bu sohada engib o'tish kerak bo'lgan yana bir muammo. Haddan tashqari mikrogravitatsiyaviy muhitda ishlash uchun yumshoq robotlar nozik va engil bo'lishi kerak, lekin juda zaif struktura harakat va namuna olish vazifalarini kuchaytirish qiyin, shuning uchun u juda ko'p massa qo'shmasdan vazifani bajarish uchun zarur bo'lgan mustahkamlik va qattiqlikni ta'minlashi kerak.
05 Kelajakni kutish mumkin
Qiyinchiliklarga qaramay, yumshoq qo'nish orzusi bu sohada taraqqiyot va innovatsiyalarni davom ettirmoqda. 2017-yildan beri NASA tadqiqot grantini olgan Kolorado universiteti jamoasi hozirda oʻzining yumshoq robototexnika texnologiyalaridan baʼzilari orbitada sunʼiy yoʻldoshlarga texnik xizmat koʻrsatish va kosmik chiqindilarni tozalashga xizmat qila oladimi yoki yoʻqligini oʻrganmoqda.
Yumshoq robotlar odamlar uchun asteroidlarni tadqiq qilishda kashshof bo'la oladimi yoki yo'qligini ko'rish kerak.