Ученый: исследование космоса будет принадлежать роботам

По словам доктора Томаша Барчиньского из Центра космических исследований Польской академии наук, исследование космоса будет в значительной степени осуществляться роботами. Им предстоит выполнять самые разные задания — от простой уборки до проведения сложных экспериментов.

На Международной космической станции (МКС) астронавты уже испытывают роботов, которые могут выполнять человеческую работу. «Со временем роботы смогут выполнять практически все, что только можно себе представить, когда речь идет о широко понимаемой помощи астронавтам», — рассказал PAP доктор Барчиньски, который является руководителем Лаборатории спутниковой мехатроники и робототехники в CBK PAN.

Он добавил, что на МКС уже есть сферический робот Int-Ball, который летает и документирует работу астронавтов. Кроме того, он используется для отработки методик перемещения робота в условиях микрогравитации. «Мы также можем представить себе, например, работу по уборке, выполняемую роботами — в небольшом пространстве космической станции легко навести беспорядок. Более совершенные роботы заменят людей при проведении все более сложных экспериментов, которые могут быть утомительными и отнимающими много времени. Эти виды деятельности идеально подходят для роботов. Со временем они также смогут заменить людей в некоторых выходах в открытый космос», — рассказал доктор Барчиньски.

Он отметил, что микрогравитация, царящая на орбите, означает, что роботы, работающие на космических станциях, могут иметь самые разные формы. «Можно представить себе, например, мяч типа Int-Ball с двумя, четырьмя или даже восемью руками или другими конечностями, например, напоминающий хобот слона с захватами или различными датчиками. Вероятно, мы станем свидетелями постепенной эволюции конструкции таких машин, на фоне которой время от времени будет появляться совершенно новая революционная идея», — пояснил эксперт CBK PAN.

По его словам, одним из таких революционных подходов является так называемая мягкая робототехника. Это роботы, изготовленные из мягких полимеров. «Гибкий, легкий, филигранный корпус будет легко сохранять свою форму в условиях микрогравитации, и в то же время сможет менять ее при необходимости, например, чтобы попасть в труднодоступные места», — рассказал он.

Он также указал на новые проблемы, связанные с микрогравитацией: роботы будут вести себя иначе, чем на Земле, часто вопреки повседневной интуиции. «Однако это не является большим препятствием. Человеческий мозг легко усваивает новое, и инженеры наверняка это освоят», — заверил доктор Барчиньски.

Более того, как он отметил, уже существуют прекрасные компьютерные программы, позволяющие моделировать космические условия или даже интерьеры станции. Их можно использовать, например, для проверки подходов, имитирующих эволюцию живых организмов.

«В компьютер поступает информация о том, что должен делать тот или иной элемент и каким условиям он должен соответствовать — например, он должен мало весить и потреблять мало энергии. (...) Пока эта технология используется ежедневно для создания отдельных компонентов, но со временем она, вероятно, разовьется до такой степени, что конструкции целых роботов будут создаваться аналогичным образом», — пояснил эксперт.

Он также подчеркнул, что одним из главных ограничений при внедрении роботов в космос станет безопасность. Это особенно важно на космических станциях, где пространство ограничено, а неисправный робот может представлять угрозу для астронавтов и чувствительного оборудования. «Поэтому роботы, работающие в космосе, должны быть особенно хорошо спроектированы с точки зрения безопасности. Элементы космических станций, с которыми будут взаимодействовать роботы, должны быть спроектированы особым образом — они должны быть в определенной степени устойчивы к машинным ошибкам», — отметил доктор Барчиньски.

Эксперт сообщил PAP, что роботы также будут работать на орбите, например: путем удаления из него старых спутников или фрагментов ракет. Их также можно использовать для обслуживания спутников, включая их дозаправку. «Спутники должны выполнять различные корректирующие маневры и могут делать это, пока у них есть топливо. Орбитальный «заправщик» мог бы пополнять это топливо. Это было бы немного похоже на дозаправку истребителей в воздухе, хотя это было бы даже проще, поскольку в условиях микрогравитации, без присутствия воздуха, такой робот-заправщик мог бы быть жестко связан со спутником», - пояснил он.

Роботы также понадобятся в миссиях на Луну или Марс — не только в местах обитания, но и на поверхности. «На Луне мы можем представить себе, например, армию роботов-шахтеров или устройств, собирающих образцы горных пород или ищущих залежи под реголитом», — сказал доктор Барчиньски. Он также отметил, что Луна представляет собой особую проблему.

«Одним из них является реголит, который проникает во все открытые механизмы и действует как песок, засыпанный в подшипники, вызывая их разрушение. Поэтому необходимо разработать соответствующие методы защиты. Другая проблема — экстремальные температуры. День и ночь на Луне длятся почти по 15 дней каждый. Ночью температура опускается до минус 150 градусов по Цельсию, и мало кто из роботов способен ее пережить. Днем же там очень жарко», — рассказал собеседник PAP.

По его мнению, многим роботам для управления понадобятся люди, хотя будут создаваться и все более независимые машины. Инженер CBK PAN прогнозирует, что эти две отрасли будут взаимопроникать и будут созданы частично автономные роботы. Марсоходы и луноходы уже работают таким образом.

Это, в свою очередь, может означать появление новой профессии. «В настоящее время у нас уже есть очень сложная профессия оператора спутника. Такие люди работают в три смены и следят за работой спутника. Возможно, со временем специалисты будут обучаться управлять космическими роботами», — говорит доктор Барчиньски.

Ученый рассматривает разработку космических роботов как огромную возможность для польских компаний и институтов, включая, конечно, CBK PAN, которые уже участвуют в различных программах по созданию таких машин. Он упомянул, что в настоящее время в CBK PAN ведутся следующие научно-исследовательские проекты: исследование спутниковых манипуляторов – обслуживание и захват спутников. Ученые также работают над экскаваторами для лунного грунта и исследуют посадочные устройства посадочных модулей, ноги которых управляются аналогично рукам робота.

«Я думаю, что мы можем с большой уверенностью проектировать основные элементы космических роботов, такие как манипуляторы или прыжковые платформы. Как страна, мы уже хорошо справляемся с этим. Мы все еще немного далеки от полной зрелости в космической робототехнике. Мы достигнем этого, когда построим независимую полную систему. (...) Для этого нам нужно больше опыта, но мы не получим его иначе, как пойдя на риск новаторских действий», — заключил доктор Барчиньски.

Наука в Польше, Марек Матач

матовый/ agt/ lm/