Необычные роверы: как роботы передвигаются по поверхности астероида Рюгу

Не так давно два миниатюрных японских ровера начали исследование поверхности астероида Рюгу (Ryugu). Но на привычные луноходы и марсоходы они похожи весьма отдалённо.
Два маленьких робота, носящие названия Rover-1A и Rover-1B, опустились на поверхность астероида в пятницу, 21 сентября, после отделения от основного аппарата Hayabusa-2, который с конца июня этого года находится на орбите вокруг астероида диаметром около 900 метров.
Название MINERVA расшифровывается как “Micro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid” – «Микро-нано-экспериментальный самодвижущийся робот для астероида».
Rover-1A и Rover-1B не имеют колёс, как марсоходы Opportunity и Curiosity. Для этого есть весомая причина. «Гравитация на поверхности Рюгу столь мала, что ровер, использующий в качестве движителя привычные колёса или гусеницы, моментально взлетел бы, едва начав перемещаться», - объясняют представители Японского космического агентства (JAXA).
Роботы, каждый из которых 18 см в диаметре, 7 см высотой и массой 1,1 кг, не ездят, а прыгают при помощи специального так называемого инерционного движителя внутри корпуса, который находится на поворотном круге в форме диска. «Когда инерционный движитель делает оборот, сила реакции, направленная от поверхности астероида, заставляет ровер прыгать со значительной горизонтальной скоростью, - объясняется в описании миссии, сделанном JAXA в 2012 году. - Оторвавшись от поверхности, робот дальше летит по баллистической траектории. Этот механизм позволяет менять величину момента силы и, таким образом, регулировать скорость прыжка, чтобы она не превысила скорость покидания поверхности астероида».
Роверы MINERVA-II1 также могут контролировать направление прыжков, изменяя ориентацию поворотного диска. Один прыжок может длиться целых 15 минут и покрывать расстояние в 15 метров над поверхностью. Роботы способны действовать автономно, без прямых команд с Земли.
Идея такого способа передвижения не нова – она уже была опробована в конструкции первого «прыгуна» MINERVA, входившего в состав первой миссии Hayabusa. Главный аппарат с ровером на борту вышел на орбиту вокруг астероида Итокава в 2005 году и смог доставить на Землю несколько крохотных частичек с поверхности небесного странника пять лет спустя. Впрочем, несмотря на этот успех, та MINERVA так и не смогла сесть на поверхность астероида.
Скоро, если всё пойдёт по плану, мы станем свидетелями новых посадок роботов на поверхность Рюгу. Hayabusa-2 несёт на борту ещё одного прыгуна под названием MINERVA-II2, а также миниатюрный посадочный аппарат размером с коробку для обуви MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout, «Мобильный разведчик поверхности астероида»), созданный космическим агентством Германии DLR в сотрудничестве с французским космическим агентством CNES.
Посадка десятикилограммового робота MASCOT, оснащённого четырьмя научными приборами, была произведена 3 октября (5 октября робот завершил миссию). Хотя официально он и называется «посадочным аппаратом», MASCOT будет перемещаться по поверхности прыжками, подобно дуэту MINERVA-II1.
MASCOT оснащён качающимся рычагом из вольфрама, который приводится в действие и тормозится электромотором. При его движении раскачивается весь корпус аппарата, и робот совершает прыжок. Перемещаясь таким образом, MASCOT может достигать нужного для проведения экспериментов участка поверхности. Рычаг находится внутри робота, который способен сам совершить посадку и прыгать на расстояние до 70 метров от места к месту.
Что касается робота MINERVA-II2, то это на удивление сложное «существо». Маленький прыгун, разработанный консорциумом японских университетов, может похвастаться четырьмя системами передвижения, спрятанными внутри его килограммового «тела»: «связанный с окружающим пространством зацепной механизм», «рессорный механизм», «эксцентрический механизм микро-прыжков» и «толкающий механизм с постоянным магнитом».
MINERVA-II2 – «запасной» ровер. Пока неизвестно, будет ли он отправлен на поверхность Рюгу.
Миссия стоимостью 150 миллионов долларов была запущена в декабре 2014 года. Одна из её главных задач - пролить свет на раннюю историю Солнечной системы и установить, какую роль в зарождении жизни на Земле могли играть богатые углеродом астероиды, подобные Рюгу.
Помимо получения всех данных, собранных главным и посадочными аппаратами, в задачи Hayabusa-2 входит и доставка образцов вещества с Рюгу на Землю. Если миссия пойдёт согласно плану, частицы астероидных пород и пыли совершат мягкую посадку на парашюте в австралийской пустыне в декабре 2020 года.
Видео https://www.youtube.com/watch?v=tkvEgvzAw0o Источник https://www.space.com/41941-hayabusa2-asteroid-rovers-hopping-tech.html Перевод Dmitry Blackfield