Может ли следующее поколение луноходов напоминать НЛО? По мнению некоторых, эта идея не так уж и надуманна, как кажется.
Исследователи из Массачусетского технологического института недавно испытали новую концепцию "парящего ровера" - космического аппарата, который вместо традиционных колес на земле будет использовать естественное электрическое поле Луны для левитации над ее поверхностью.
Поскольку небесные тела, такие как Луна и другие астероиды, не имеют атмосфер, они не могут отклонять солнечный ветер, и поэтому способны создавать электрические поля благодаря прямому воздействию Солнца и окружающей плазмы. Возникающий при этом заряд достаточно силен, чтобы поднять частицы пыли в воздух, и это явление больше всего похоже на то, как статическое электричество может заставить волосы встать дыбом.
Парящий ровер работает за счет использования дешевого, но эффективного источника энергии: миниатюрных ионных движителей. Обычно они используются для перемещения космических аппаратов в пространстве, но в данном случае небольшие ионные лучи используются для зарядки аппарата и увеличения естественного заряда поверхности, что создает мощную силу, отталкивающую аппарат от земли.
Оливер Джиа-Ричардс, аспирант Массачусетского технологического института и ведущий автор статьи, говорит, что идея проекта возникла у команды на основе исследований НАСА в области левитации пыли - изучения поведения статического электричества и пыли в безвоздушной среде, как на Луне, и того, как эта комбинация может повлиять на механические и электрические системы - те, которые позволяют роверам функционировать. Это заставило его задуматься о возможности применения этой концепции в космических исследованиях и инженерии.
"Это своего рода вдохновение естественными процессами, которые уже происходят на этих астероидах", - говорит он. А поскольку их марсоход не будет соприкасаться с поверхностью, можно будет с успехом совершать маневры, невозможные для колесного марсохода.
Хотя лунные и марсианские марсоходы обычно проходят сотни испытаний, призванных смоделировать уникальные ситуации и стрессовые условия, ни одна миссия еще не избежала неизбежности износа. Но простая, похожая на диск конструкция MIT может помочь продлить срок службы миссии, и, по словам Джиа-Ричардса, "потенциально может обеспечить гораздо более точный и легкий способ маневрирования на этих неровных поверхностях и в условиях низкой гравитации".
У исследователей есть одно главное препятствие, которое они хотят преодолеть: размер марсохода. Его небольшой рост накладывает некоторые ограничения на количество научных инструментов, которые может нести марсоход. Но у такого маленького размера есть и уникальные преимущества.
"Они маленькие и ограничены в плане научных инструментов, которые они могут нести. Идея заключается в том, чтобы запустить несколько таких спутников", - говорит Цзя-Ричардс. Он сравнил их с кубосатами - небольшими спутниками, которые обычно находятся на низкой орбите Земли, и объяснил, что хотя отдельный парящий ровер не будет более способным, чем обычный ровер, несколько устройств, работающих как команда, могут легко имитировать его возможности.
Есть и другие проблемы. Оторвать ровер от земли - непростая задача. Поскольку сила гравитации Земли намного выше, чем может выдержать парящий ровер, команде пришлось создать собственные условия, в которых ровер мог бы процветать.
Для проверки своей концепции группа сначала создала компактное шестиугольное тестовое транспортное средство, размером не больше ладони. После установки пяти ионных движителей (один направлен вверх, остальные четыре - вниз), которые двигали автомобиль вперед, устройство было подвешено в вакуумной камере, чтобы смоделировать, как ровер может вести себя на различных планетарных телах.
Цзя-Ричардс и его команда в конце концов обнаружили, что при достаточной мощности двухкилограммовый ровер сможет левитировать в сантиметре от земли на таком крупном астероиде, как Психея, но для того, чтобы сделать то же самое на Луне, потребуется примерно в пять раз больше энергии.
MIT планирует продолжить доработку парящего ровера, проверяя, насколько хорошо он работает в различных условиях. В случае успеха Цзя-Ричардс говорит, что через 10 или 20 лет он представляет себе устройство в качестве гибкого инструмента исследования, который может путешествовать либо в одиночку, либо в составе небольшого флота.
"Конечной целью, вероятно, было бы сделать их автономными", - говорит он. И хотя еще многое предстоит сделать, прежде чем их концепция превратится в готовый продукт, их работа уже получила профессиональную поддержку.
Ольга Баннова, профессор-исследователь Хьюстонского университета, считает, что роботизированные системы должны играть постоянно развивающуюся роль в поддержке усилий по освоению космоса под руководством человека. И хотя ей хотелось бы, чтобы MIT провел дополнительные летные испытания с более крупными и мощными моделями, она говорит, что будет внимательно следить за успехами их команды.
"Я радуюсь, когда кто-то расширяет границы", - говорит Баннова. Для меня это всегда стоит [исследовать] хотя бы потому, что даже на пути туда, возможно, в конце, результаты будут не совсем такими, как предполагалось в начале, но это вызовет какие-то другие идеи".