Более глубокое освоение Солнечной системы будет невозможно без массового использования роботов и локальных ресурсов. С Земли много не увезёшь, поэтому почти всё для строительства и поддержания баз придётся искать на месте, включая самовоспроизводство роботов. В NASA работают над этой концепцией и заметно продвинулись в создании автоматов и базовых принципов их деятельности.
Источник изображения: NASA
В серии научных работ, первая из которых была опубликована в журнале Science Robotics, группа инженеров NASA рассказала, как три примитивных робота могут строить в автономном режиме защитные и служебные сооружения. Роботы не имеют компьютерного зрения, лидаров и радаров. Они ориентируются исключительно на ощупь, отслеживая количества и конфигурации уложенных в конструкцию базовых блоков. Один робот подвозит блоки на строительную площадку, второй передаёт их строительному автомату, а тот укладывает их друг на друга по заранее составленной программе.
Примитивизм в данном случае необходим для того, чтобы вдали от передовых производств роботы могли воспроизводить друг друга. И чем проще они будут, тем надёжнее будет результат. Но это пока впереди. На данном отрезке исследования специалисты NASA разработали конфигурацию базового строительного элемента — что-то подобное кубику из детского конструктора. Армированные усиленным пластиком «кубики» легко соединяются друг с другом (и отсоединяются по необходимости). Такие базовые блоки также можно и нужно будет изготавливать на месте, чтобы не везти всё это за тридевять земель.
Базовые блоки в NASA назвали «вокселями». Для проверки концепции было изготовлено 256 блоков. Каждый из них необычайно лёгкий и прочный для своего размера и плотности 0,0103 г/см3. Созданная из блоков ферма в конфигурации 3 × 3 могла выдерживать свыше 90 кг нагрузки. Общий вес 256 блоков составил около 18 кг вместе с тремя рюкзаками, в которые они поместились. Во время похода на природу инженеры построили из этих блоков укрытие, лодку и даже мост для перехода через реку.
Обложка свежего номера Science Robotics
Концепцию освоения космоса с использованием политики «нулевой массы» за спиной в своё время предложил всемирно известный американский учёный Джон фон Нейман. В 80-х годах прошлого века его идеи развил американский инженер Роберт А. Фрейтас младший. В его представлении межзвёздный космический корабль должен будет долететь до ближайшей звёздной системы, собрать там необходимые ресурсы и отправиться дальше. Сегодня в NASA и не только разрабатывают необходимые для этого метаматериалы, простым примером которых могут быть базовые строительные блоки.
Но у NASA есть и более насущная задача. Как известно, новая высадка на Луну планируется в районе южного полюса спутника. Для организации связи в зоне прямой видимости антенны надо будет поднимать повыше. Также надо будет поднимать солнечные фермы, поскольку полюс плохо освещается солнцем. В идеале высота ферм должна достигать 100 м. На примере разработанных инженерами NASA базовых блоков агентство изучает вопрос наиболее оптимального способа возведения подобных башенных конструкций.