Три робота-лунохода CADRE займутся картографированием Луны

Лунная программа NASA готовится к качественному скачку: вместо одиночных дорогостоящих аппаратов на спутник Земли отправят «рой» автономных роботов. Проект CADRE (Cooperative Autonomous Distributed Robotic Exploration), который должен стартовать в 2024 году, может навсегда изменить подход к исследованию внеземных поверхностей. Речь идет не просто о новой технике, а о смене парадигмы: NASA намерено делегировать принятие решений самим машинам, оставив за собой лишь роль наблюдателя.

Автономный десант: как три ровера заменят центр управления

В отличие от марсохода Perseverance, каждый из трех луноходов проекта CADRE не является уникальным и сверхдорогим инженерным шедевром. Это, скорее, «расходный материал» высокого класса. Их главная задача — продемонстрировать коллективный разум. После высадки в районе Рейнер Гамма аппараты получат лишь общую команду на картографирование территории. Далее они самостоятельно выберут «лидера», распределят зоны ответственности и начнут построение трехмерной карты, используя стереокамеры. Контрольная базовая станция на посадочном модуле будет лишь фиксировать их действия.

Процессор из «взрывоопасного» смартфона: ставка на коммерческие компоненты

Инженерная мысль проекта CADRE парадоксальным образом опирается на два, казалось бы, не связанных события: успех вертолета Ingenuity и печально известный смартфон Samsung Galaxy Note 7. Именно опыт Ingenuity, построенного из готовых коммерческих деталей и проработавшего гораздо дольше запланированного срока (недавно он совершил 50-й полет на Марсе), убедил NASA в возможности использования «гражданских» чипов в космосе. Для CADRE выбрали процессор Snapdragon 821 — ту самую модель, которая устанавливалась в модель Note 7, печально известную возгораниями аккумуляторов. Однако в данном случае инженеров интересует исключительно его вычислительная мощность и энергоэффективность, а системы охлаждения и защиты будут полностью переработаны под лунные условия.

Лунный «сиеста-режим»: борьба с температурой в 114 °C

Автономность потребовала решения нетривиальной задачи терморегуляции. На поверхности Луны под прямыми солнечными лучами температура достигает 114 °C, что губительно для электроники. Поскольку роверы работают на солнечных батареях и не имеют сложных систем активного охлаждения, был выбран циклический режим: 30 минут активной работы сменяются 30 минутами «сна». В это время аппараты охлаждаются и пополняют запас энергии, чтобы затем снова приступить к исследованиям. Этот подход, напоминающий работу некоторых пустынных животных, позволяет избежать перегрева без увеличения массы и стоимости аппаратов.

Первые шаги к освоению Луны с помощью «роевой» робототехники делались задолго до CADRE. Идея использования группы малых аппаратов вместо одного большого обсуждалась десятилетиями, но лишь недавно вычислительные мощности и миниатюризация компонентов сделали это возможным. Успех миссии CADRE станет проверкой концепции для будущих, гораздо более масштабных проектов. Если три ровера докажут свою эффективность, NASA сможет отправлять на Луну и другие планеты целые «армии» дешевых роботов-разведчиков, которые будут действовать без задержки в несколько секунд (а для Марса — минут) на передачу команд с Земли. Это не только ускорит картографирование и поиск ресурсов, но и заложит основу для строительства постоянных лунных баз, где роботы-ассистенты будут работать бок о бок с астронавтами.