Международная космическая станция регулярно меняет орбиту, чтобы избежать столкновения с вышедшими из употребления спутниками, ступенями ракет и другими объектами, кружащими вокруг Земли со скоростью тысяч километров в час. Однако в ближайшее время, возможно, ситуация изменится: роботы смогут выходить в космос и оценивать опасность, которую представляет огромный массив объектов, который не может быть отслежен с помощью радара.
Альвар Саенц-Отеро (Alvar Saenz-Otero) и его коллеги из Массачусетского технологического института создали несколько автономных роботов SPHERES. Каждый из них несколько меньше футбольного мяча. Мы уже писали об их работе на МКС.
На этот раз инженеры хотят научить их исследовать потенциально опасные объекты с безопасного расстояния при помощи 3D-стереокамеры. Изображения будут передаваться экипажу МКС, чтобы его члены могли решить, как именно действовать дальше.
При этом космические объекты должны быть осмотрены так, чтобы не подвергать людей опасности. Дело в том, что столкновение сферы с куском мусора не только уничтожит дорогостоящий агрегат, но, что гораздо страшнее, породит облако новых осколков.
"Технический осмотр нельзя отнести к деятельностью с низким уровнем риска, – поясняет Саенц-Отеро. – Автономный инспектор же может столкнуться с объектом и усугубить проблему. То есть необходимо использовать очень хорошие датчики, которые помогут инспектирующему объекту безопасно передвигаться вокруг изучаемого или ремонтируемого".
Во время тестирования на борту МКС роботы успешно маневрировали вокруг неизвестного им объекта, плавающего в условиях микрогравитации. Используя свои камеры и внутренние гироскопы для навигации, они держались на безопасном расстоянии от объекта и осуществляли съёмку. Затем они отправили 3D-кадры экипажу МКС, который должен был оценить состояние объекта.
Эксперименты показали, что роботы могут избежать столкновения с объектом, не имея до встречи информации о его форме и размерах. Последние могут варьироваться в диаметре от нескольких сантиметров до размеров грузовика.
"На борту МКС мы работаем над созданием мусорной инспекции, – говорит Саенц-Отеро. – Несколько роботов будут иметь камеры. Работа поддерживается программой Phoenix, финансируемой агентством DARPA. Планируется сконструировать роботов, которые будут путешествовать по геостационарной орбите Земли – гораздо дальше, чем большинство спутников. Затем они будут там ремонтировать и поддерживать старые и сломанные спутники – такие задачи невозможны для человеческого экипажа".
Так как космическое излучение и тепловые эффекты по-разному влияют на материалы, используемые при создании космических аппаратов и ступеней ракет, необходимо тщательно изучить космический мусор и понять риски, которые он может нести.
Научная работа о новом назначении SPHERES была опубликована в издании Journal of Spacecraft and Rockets.
Маргарита Паймакова