Роботы в космосе

Дата публикации: 12 мая 2021

Пилотируемая космонавтика идет вперед. И теперь на помощь космонавтам приходят роботы и искусственный интеллект. О роботизации полетов к звездам – в нашем материале. 

Важная миссия

«И роботизация, и искусственный интеллект – это дальнейшее развитие тех процессов, которые начаты 60 лет назад. Сегодня многие говорят и разрабатывают системы дозаправки или реконфигурации космических аппаратов», – поделился с нашим порталом член-корреспондент РАН Николай Тестоедов. 

Основы пилотируемой космонавтики, заложенные великими учеными еще в прошлом веке, развиваются российской наукой. Одно из важных направлений – роботизация космических полетов. Для чего это нужно? Все просто – психофизические ограничения иногда не позволяют человеку справляться с некоторыми задачами в космосе. И тогда на помощь приходят они, умные устройства – автоматические системы. 

Одними из первых примеров использования робототехники стали манипуляторы, для взятия проб грунта советскими и американскими  космическими аппаратами на поверхности Луны, Марса и Венеры.

Важно понять, что существуют космические роботы, космические робототехнические комплексы и космические робототехнические системы. 

Космическими роботами принято называть технические устройства, которые «действуют» в космическом пространстве. Разработчики сделали так, что они за счёт автоматического воспроизведения (имитации) сенсорных, управляющих, двигательных и коммуникационных функций человека способны выполнять задачи. 

Более крупная система – космический робототехнический комплекс. Это несколько функционально взаимосвязанных элементов: космического робота (роботов), наземных технических средств и сооружений. Все они помогают в техническом обслуживании, транспортировании, хранении, приведении и поддержании в готовности к выведению на орбиту космического робота (роботов), а также управления им (ими) в полёте.

Наконец, космическая робототехническая система. Речь об объединении нескольких космических робототехнических комплексов. Они способны слаженно взаимодействовать друг с другом для достижения одной цели.  

Из чего состоит робот? 

Космический робот – это сложная система, состоящая из следующих компонентов:

• исполнительная система;
• информационная (сенсорная) система;
• управляющая система;
• коммуникационная система (система связи);
• обеспечивающие системы.

Человек во внешней среде совершает два вида движений – манипуляции и локомоции. 

В первом случае имеется в виду движение рук при выполнении какой-либо работы, а во втором - движение всего тела для перемещений в целом. Именно поэтому исполнительная система робота включает в себя: манипуляционную и локомоционную.

Основу манипуляционной системы составляют механические манипуляторы –  пространственные механизмы в виде кинематических цепей из звеньев. Они образуют кинематические пары с угловым или поступательным относительным движением и системой приводов, обычно раздельных для каждой степени подвижности.

Источник: Википедия

манипулятор «Canadarm»

Вторая система, локомоционная, также, как и манипуляционная, образует систему передвижения робота. Базовым элементом систем передвижения выступают движители. И в космических роботах их роль играют различного типа реактивные двигатели.

30 лет на орбите

Один из примеров успешного решения орбитальных задач с применением космической робототехники – манипулятор «Canadarm». Он показывает уровень развития космической робототехники в 1980-х – 1990-х годах. Манипулятор помогал оперативно и эффективно решать задачи, поэтому эксплуатировался в течение 30 лет. Впервые «Canadarm» прошел успешное испытание в ноябре 1981 года, в ходе второй миссии «Space Shuttle» (STS-2). А последний полет был в июле 2011 года (миссия STS-135). 

«Canadarm» перемещал полезные грузы из грузового отсека в некоторую точку рабочей зоны с требуемой ориентацией, например, при выведении спутника на орбиту. Кроме того, «помощник» осуществлял поддержку работающих в
открытом космическом пространстве астронавтов. Одной из миссий робота было их перемещение. Достаточно часто используется совместная работа астронавтов, один из которых закреплен на манипуляторе, а второй имеет возможность свободно перемещаться в зоне проведения работ.

Технические характеристики «Canadarm» были такими: длина около 15 м, диаметр звеньев немногим более 30 см. А масса чуть больше 400 кг. 

FEDOR иARTEM

Фёдор или FEDOR (Final Experimental Demonstration Object Research) – антропоморфный робот-спасатель. 

Источник: https://www.pravda.ru/news/science/1454216-robot_artem_roskosmos/

Automatic Research and Testing Machin

Его создание началось в 2014 году НПО "Андроидная техника" и Фондом перспективных исследований по заказу МЧС России. 

Федор имеет систему голосового управления и специальные датчики. У него есть голова, пара ног и рук с пятью пальцами. Рост машины чуть больше 180 сантиметров, а вес зависит от использования модулей и варьируется от 105 до 160 килограмм.

Его основная задача – помощь человеку, поэтому антропоморфный робот способен заменять человека в сложных и опасных космических ситуациях. Федор побывал на Международной космической станции (МКС), где участвовал в ряде экспериментов по программе «Испытатель». Кстати, у него появился приемник – ARTEM (Automatic Research and Testing Machine). Робот, в отличие от своего предшественника, частично умеет управлять многоразовым космическим кораблем «Орел», а его испытания начнутся уже в 2023 году.

Фото на главной странице: Rusrobotiks, https://rusrobotiks.ru/roboty/iskusstvennyj-intelekt/raznoe/robot-fedor.html

Фото на странице: Robotics expo, https://robot-ex.ru/ru/article/roboti-na-marse-gotovi-li-sovremennie-mashini-k-pokoreniyu-krasnoy-planeti-61597

Поделиться: