Моделирование безопасного перемещения по Марсу
AstroNews.ru - 08 Сентября 2013 13:11:06
В мае 2009 марсоход Spirit, нарушив своим весом верхний твердый слой почвы, просел и завяз в мягком лежащем ниже слое песка. Песочная ловушка безвозвратно поглотила аппарат, несмотря на то, что в течение многих месяцев инженеры НАСА пытались освободить ровер с помощью дистанционных команд.
Предотвращение таких неудач требует лучшего понимания террамеханики – взаимодействия между аппаратом и деформируемой им поверхностью. Ученые имеют достаточно хорошее представление о таком взаимодействии, когда передвижной модуль имеет вес порядка тонны. Но для более легких марсоходов ситуация остается неясной.
Исследователи из Вашингтонского университета и Лаборатории Реактивного Движения (JPL) разработали модель Artemis, которая точно воспроизводит движение ровера по различным типам грунта и ландшафта.
Модель работает как видеоигра: исследователь дает команду переместиться, например, вперед на определенное расстояние – инструкции, аналогичные тем, что дают инженеры НАСА роверам на Марсе. Моделирование в этом случае предсказывает, как будет двигаться аппарат с учетом свойств подстилающей поверхности, его собственных характеристик и наклона рельефа.
Группа протестировала Artemis на имеющихся наблюдательных данных, включая реальные траектории движения предыдущих марсианских роверов, и пришла к выводу, что испытуемые модели ведут себя практически как настоящие марсоходы на различных ландшафтах. Также исследователи провели лабораторные эксперименты по движению копии колеса ровера по мелкозернистому грунту, аналогичному марсианскому песку. Тестирование установило взаимосвязь между динамикой колеса и свойствами грунта, и эта информация была использована для дальнейшего усовершенствования модели.
В будущем Artemis может быть использован для выбора наиболее безопасной траектории движения марсохода Curiosity, которому предстоит передвигаться через более сложный рельеф.