Ровер CADRE готовится к испытаниям на электромагнитные помехи и совместимость в специальной камере Лаборатории реактивного движения в ноябре 2023 года. Такие испытания подтверждают, что работа электронных подсистем не мешает ни друг другу, ни тем, кто находится на посадочном модуле. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Завершены строительство и испытания марсоходов CADRE, которые составят карту лунной поверхности в качестве технической демонстрации, чтобы продемонстрировать перспективность миссий с участием нескольких роботов.
Трио небольших марсоходов, которые будут исследовать Луну синхронно друг с другом, приближаются к запуску. Инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии недавно завершили сборку роботов, а затем подвергли их серии суровых испытаний, чтобы убедиться, что они выдержат резкий полет на ракете в космос и путешествия в неумолимой лунной среде.
В рамках демонстрации технологии под названием CADRE (совместные автономные распределенные роботизированные исследования) каждый марсоход на солнечной энергии размером примерно с ручной кладь. Роверы и сопутствующее оборудование будут установлены на посадочном модуле, направляющемся в регион Райнер-Гамма на Луне.
Они проведут световой день лунного дня — что эквивалентно примерно 14 дням на Земле — проводя эксперименты по автономному исследованию, составлению карт и использованию георадара, который будет заглядывать под поверхность Луны.
Цель состоит в том, чтобы показать, что группа автоматических космических кораблей может работать вместе для выполнения задач и записи данных как команда без явных команд от диспетчеров миссии на Земле. Если проект увенчается успехом, будущие миссии могут включать команды роботов, которые будут проводить одновременные распределенные научные измерения, потенциально в поддержку астронавтов.
Инженеры потратили долгие часы на тестирование марсоходов и устранение ошибок, чтобы завершить работу оборудования, провести его тестирование и подготовить к интеграции с посадочным модулем.
«Мы очень усердно готовили эту техническую демонстрацию к лунному приключению», — сказал Субха Командур, менеджер проекта CADRE в JPL. «Прошли месяцы почти круглосуточного тестирования, а иногда и повторного тестирования, но тяжелая работа команды окупается. Теперь мы знаем, что эти марсоходы готовы показать, чего может достичь команда маленьких космических роботов вместе».
Встряхнуть и запечь
Хотя список испытаний обширен, самые жестокие связаны с экстремальными условиями окружающей среды, чтобы гарантировать, что марсоходы смогут выдержать суровые условия предстоящей дороги. Это включает в себя пребывание в термовакуумной камере, которая имитирует безвоздушные условия космоса и его чрезвычайно высокие и низкие температуры. Аппаратное обеспечение также крепится к специальному «шейкерному столу», который интенсивно вибрирует, чтобы гарантировать, что оно выдержит путешествие за пределы атмосферы Земли.
«Это то, чему мы подвергаем наши марсоходы: «встряхиваем», чтобы имитировать сам запуск ракеты, и «запекаем», чтобы имитировать экстремальные температуры космоса. Очень нервно наблюдать за этим лично», — сказал Гай Зохар из Лаборатории реактивного движения, участник проекта. системный менеджер. «В нашем проекте мы используем множество тщательно отобранных коммерческих компонентов. Мы ожидаем, что они будут работать, но мы всегда немного волнуемся, когда приступаем к тестированию. К счастью, каждое испытание в конечном итоге оказывается успешным».
Инженеры также провели экологические испытания трех аппаратных элементов, установленных на посадочном модуле: базовой станции, с которой марсоходы будут связываться через радиосвязь ячеистой сети, камеры, которая будет обеспечивать обзор деятельности марсоходов, и систем развертывания, которые будут опускать марсоходы на лунную поверхность с помощью оптоволоконного троса, медленно выводимого из моторизованной катушки.
Тестирование кода тоже
Тем временем инженеры, работающие над программным обеспечением совместной автономности CADRE, провели много дней на скалистом, песчаном Марсовом дворе Лаборатории реактивного движения с полномасштабными версиями марсоходов, называемыми моделями разработки. Имея на борту летное программное обеспечение и возможности автономности, эти испытательные марсоходы показали, что они могут достичь ключевых целей проекта.
Они ехали вместе строем. Столкнувшись с неожиданными препятствиями, они всей группой скорректировали свои планы, поделившись обновленными картами и перепланировав согласованные маршруты. А когда заряд батареи одного марсохода разряжался, вся команда делала паузу, чтобы позже продолжить работу вместе.
Две полномасштабные модели марсоходов проходят испытания на Марсовой верфи Лаборатории реактивного движения в августе 2023 года в рамках технической демонстрации НАСА CADRE. Эти испытания подтвердили, что аппаратное и программное обеспечение проекта могут работать вместе для достижения ключевых целей. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
В рамках проекта было проведено несколько поездок ночью под большими прожекторами, чтобы марсоходы могли испытать экстремальные тени и освещение, примерно такое же, как в лунное дневное время.
После этого команда провела аналогичные испытания на летных моделях (марсоходах, которые отправятся на Луну) в чистой комнате Лаборатории реактивного движения. Когда безупречный пол оказался немного скользким (по текстуре он отличался от лунной поверхности), роботы вышли из строя. Но они остановились, приспособились и пошли по намеченному пути.
«Работа с кривыми мячами — это важно для автономии. Ключевым моментом является то, что роботы реагируют на то, что что-то идет не по плану, затем они перепланируют и по-прежнему успешны», — сказал Жан-Пьер де ла Круа из JPL, главный исследователь CADRE и руководитель автономности. «Мы отправляемся в уникальную среду на Луне, и там, конечно, будут некоторые неизвестные. Мы сделали все возможное, чтобы подготовиться к ним, совместно тестируя программное и аппаратное обеспечение в различных ситуациях».
Затем оборудование будет отправлено в Intuitive Machines для установки на посадочный модуль Nova-C, который запустится на ракете SpaceX Falcon 9 из Космического центра НАСА Кеннеди во Флориде.
Информация от: Лабораторией реактивного движения
