Астронавт ЕКА Лука Пармитано управляет вездеходом из космоса
AstroNews.ru - 20 Ноября 2019 18:24:32
НАСА довольно открыто заявляет о своем желании отправить астронавтов обратно на Луну и на Марс в ближайшие годы. К ним присоединяются многочисленные космические агентства (такие как ЕКА, Роскосмос, CNSA и IRSO), которые также хотят выполнить свои первые миссии с экипажем за пределами Земли. Однако часто упускают из виду роль телеуправляемых миссий в ближайшем будущем, когда люди и роботы проводят исследования рука об руку.
Например, ЕКА предприняло серию экспериментов под общим названием Analog-1, где астронавты управляют роботами из космоса. 18 ноября астронавт ЕКА Люка Пармитано взял под контроль с МКС робота в Нидерландах. Этот эксперимент и другие подобные ему помогут подготовить космонавтов к будущим миссиям, которые будут включать исследование опасных или недоступных окружающих сред.
Ровер, известный как Interact, был создан как часть проекта Многоцелевой сквозной роботизированной операционной сети (METERON), целью которого является создание сетей связи, интерфейсов роботов и аппаратного обеспечения, позволяющих астронавтам удаленно управлять роботами-исследователями с орбиты. Эти роботы смогут разыскивать места посадки для будущих миссий, находить ресурсы и готовить места обитания для космонавтов.
Ключом к этому процессу является специально разработанный «космический интернет», который может подключить оператора к цели на расстоянии до 10 000 км - либо между орбитой и поверхностью, либо в отдаленных местах на Земле. Эта связь позволила Луке оставаться в контакте с ровером, а также видеть и чувствовать все, что он испытывал, хотя и с некоторой задержкой.
Задержка имеет решающее значение, когда речь идет о видеооперации, поскольку цели исследования могут находятся очень далеко от Земли. Чтобы дистанционно управлять лунным марсоходом, операторам миссий приходится бороться с задержками, которые могут длиться секунды или минуты. Сигнал с Земли до Луны и обратно проходит всего за несколько секунд. Но для миссий на Марс задержка может составлять от 4 до 24 минут (в зависимости от того, где Земля и Марс находятся относительно друг друга).
В конце концов, стандартные соединения позволяют операторам миссий только отправлять команды и получать данные взамен. В то время как проект METERON позволяет контроллерам видеть и даже чувствовать, что делает робот, несмотря на задержку. Управление осуществляется с помощью двух ноутбуков и джойстика Sigma7 «Force-Feedback» с шестью степенями движения. Этот тактильный джойстик позволяет контроллеру испытывать то, что сам марсоход ощущает в окружающей среде.
Соединение ровера и оператора является непростой задачей, если посмотреть на то, как сигналы с МКС проходят в обе стороны - это примерно 144 400 км. В тоже время МКС движется вокруг Земли со скоростью 29 000 км/ч. Эти сигналы отправляются на серию спутников, которые находятся на орбите до 36 000 км от поверхности.
Затем сигналы передаются на наземную станцию США в Нью-Мексико, в Хьюстон, НАСА, а затем через трансатлантический кабель в Европу. Все это приводит к довольно значительной временной задержке, но благодаря развитой инфраструктуре, созданной НАСА, ЕКА и другими агентствами партнерами, она постоянно сводится к минимуму.
На первых этапах тестов Лука проехал на ровере Interact по полосе препятствий, расположенной в ангаре в Валкенбурге в Нидерландах, рядом с Европейским центром научных исследований и технологий (ESTEC) ЕКА . Вокруг были размещены фоновые изображения с лунными ландшафтами, которые состояли из ряда конусов, размещенных на поверхности почвы, предназначенных для имитации лунного реголита.
Конечная цель состоит в том, чтобы проверить этот вид дистанционного управления с таких станций, как Lunar Gateway или Mars Base Camp. Эти станции и возможность телеуправления роверами на поверхности являются ключевым аспектом обеспечения устойчивого присутствия человека на Луне и проведения разведывательных миссий с экипажем на Марсе.
Следующим этапом в эксперименте «Analog-1» будет состоять из моделирования, которое планируется провести примерно через неделю и которое будет включать в себя полную имитацию лунной среды. Этот тест позволит оценить, может ли робот, управляемый человеком, выполнять геологические изыскания и исследования труднодоступных мест.
Группа в Европейском центре астронавтов (EAC) в Кельне, Германия, будет действовать в качестве научной группы и контролировать эксперимент. Чтобы завершить иллюзию лунной миссии, они будут инструктировать и консультировать Луку по потенциальным целям для исследования.
Аналогичные эксперименты проводятся инженерами в Германии, которые используют систему METERON для управления марсоходом в Канаде. Эти эксперименты не только подтверждают современные технологии, но и демонстрируют ценность сотрудничества человека и робота в космосе, которое будет играть центральную роль в будущих планах исследований.
Между тем, министры из государств-членов ЕКА соберутся позднее в этом месяце (27-28) на Space19+ в Севилье (Испания) для обсуждения научных целей агентства на будущее. Учитывая важность телеопераций и технологии, лежащей в их основе, METERON и аналоговые эксперименты обязательно появятся!