Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2014 № 04

Подобную конструкцию в начале ХХ века пытались использовать для исследования Арктики и Антарктиды, где сильные ветры не редкость. Однако шар, внутри которого находились исследователь и научная аппаратура, очень часто становился игрушкой ветра: его несло куда попало, било о торосы. В общем, подобное путешествие оказалось настолько некомфортным, что от шарообразных конструкций при обследовании «макушек» Земли пришлось отказаться.

Зато подобная конструкция может пригодиться для Марса, решили инженеры. В 70-80-е годы ХХ века для обследований Красной планеты и ее спутника Фобоса разрабатывали проект планетохода-«ежа». Настоящий ежик в случае опасности, как известно, сворачивается в клубок, выставляя во все стороны свои иголки. Нечто подобное создали и конструкторы. Внутри «ежа», а точнее даже «колобка», были размещены 3 вращающихся диска и система противовесов. Раскручивание дисков на малых оборотах позволяло смещать центр тяжести всей системы таким образом, чтобы «колобок» катился в нужном направлении. Ну, а если еще и ветер поможет, тут уж «колобок-еж» помчится с немалой скоростью.

Так все выглядело на бумаге. Но «в железе» конструкция так и не появилась. Фобос показался ученым малоинтересным для исследования, а на Марсе, как оказалось, иной раз свирепствуют столь сильные бури, что такому планетоходу там не поздоровится. Пришлось ограничиться планетоходами на колесах. А недавно возникла проблема обследования спутника Юпитера — Титана. На нем вроде бы обнаружены некие признаки жизни. Туда собираются послать исследовательский зонд, для которого вполне пригодился бы некий «планетопрыг». Такое необычное название данному аппарату присвоили из-за того, что его собираются десантировать на поверхность Титана, просто сбросив с 20-километровой высоты.

По идее, один транспортный корабль может сбросить на Титан сразу множество таких модулей, которые прямо в воздухе примут необходимую для безопасной посадки форму.

Поскольку тяготение на Титане слабое, а атмосфера довольно плотная, можно не опасаться, что «планетопрыг» разобьется. Тем более что конструкция его, состоящая из тросов и труб, получается довольно эластичной и прочной. Но как будет передвигаться это сооружение по сыпучей поверхности, где есть озера, довольно часто идут дожди, предположительно, есть даже болота, скрытые под твердой на вид поверхностью? Обычный планетоход может застрять на первых же метрах пути. Спускаемый аппарат «Гюйгенс» при посадке едва не проломил поверхность, считавшуюся твердой, и сразу утонул бы в болоте, если бы не малое тяготение.

Так что же делать? Как двигаться? «Надо перекатываться, подобно перекати-полю», — предлагают Эдриан Агогино и Витас Санспирал из Исследовательского центра Эймса (США). Для будущих путешествий по этому небесному телу специалисты NASA хотят использовать тенсегрити. Под этим мудреным термином скрывается принцип построения конструкций, который основан на применении элементов, работающих только на сжатие или только на растяжение.

Эта замысловатая конструкция и есть тенсегрити-планетоход для Титана.

Аппарат не только передвигается вперевалочку и перекатываясь, но и способен совершать небольшие подскоки.

Эти конструкции редки даже в архитектуре, откуда они позаимствованы. Взгляните на иллюстрации. Как видите, этот набор элементов (трубок и тросов) похож на скульптуру перекати-поля в исполнении абстракциониста. Преимущество конструкции в том, что она позволяет после деформации возвращаться в исходное состояние без всяких усилий. Опять же, точек опоры множество, и сцепление оказывается достаточным в любой ситуации, в том числе после переворачивания. Даже если Super Ball Bot — так разработчики называют свой тенсегрити-планетоход для Титана — застрянет между парой камней, за счет деформаций собственной формы он всегда сможет выбраться.

Если же он попадет на топкое место, то, перебирая «конечностями», выкарабкается на твердую поверхность. «Он будет действовать, словно живое существо, — поясняет Эдриан Агогино. — Наши мускулы сокращаются и растягиваются. В определенном смысле в нашей конструкции использован тот же принцип»…

Все это хорошо, но как планетоход будет проводить исследования? Когда потребуется применить масс-спектрограф или иную технику для анализов поверхности, аппарат сложится, опустив находящиеся в центре научные модули на поверхность.

Пока разработка Super Ball Bot находится на стадии концепта. Однако NASA уже выделило средства на дальнейшее развитие проекта. Ведь полет в район Титана может состояться где-то к 2030 году, а проблем с отработкой конструкции еще много. Какова энергоэффективность такого перемещения? Насколько сильно придется модифицировать электродвигатели для условий Титана? Где провести испытания конструкции в условиях, приближенных к боевым, чтобы выбрать оптимальный вариант?..

И все же, несмотря на множество вопросов, новинка выглядит многообещающе: сочетание малой гравитации и топкой поверхности на Титане для Солнечной системы уникально, и решение этой проблемы действительно требует нетривиального подхода и действий.

НА ТИТАНЕ ОБНАРУЖЕНА ЖИЗНЬ?

Ученые NASA обнаружили признаки существования жизни на спутнике планеты Сатурн Титане. Выводы о наличии примитивных видов биологической жизни на Титане сделаны на основе анализа данных, полученных с американского спутника «Кассини». Согласно им, «жизненные формы дышат атмосферой этой крупнейшей луны Сатурна и потребляют находящиеся на поверхности Титана химические соединения, получая тем самым необходимую энергию».

Исследователь Крис Маккей заявил: «Мы уверены, что водород, который находится в атмосфере Титана, используется биологическими формами так же, как на Земле живые организмы дышат кислородом». Он не исключил, что речь идет о совершенно новой форме биологической жизни, полностью отличной от земной.

Титан — крупнейший спутник Сатурна, второй по величине спутник в Солнечной системе. Он был открыт в 1655 году голландским астрономом Христианом Гюйгенсом. Диаметр Титана — 5152 км, что на 50 % больше Луны. Наклон оси к плоскости орбиты Сатурна — 27 градусов. Ускорение свободного падения на поверхности — 1,35 м/г, что почти в 10 раз меньше, чем на Земле.