Китайские инженеры предложили использовать четвероногих роботов в качестве постоянных помощников экипажей будущих лунных баз. Машинам хотят поручить разведку местности, поиск водяного льда и полезных ресурсов, строительство, обслуживание оборудования и выполнение опасных операций. При этом одной лишь физической работой их функции могут не ограничиться: разработчики рассматривают возможность создания роботов-компаньонов, способных общаться с астронавтами и помогать им справляться с длительной изоляцией.

Концепция разрабатывается специалистами Китайской академии космических технологий (CAST) и Пекинского отдела системного проектирования космических аппаратов. Роботизированные помощники рассматриваются как один из элементов будущей Международной лунной научно-исследовательской станции ILRS. Согласно китайским планам, базовую инфраструктуру в районе южного полюса Луны предполагается сформировать примерно к 2035 году, а к 2045 году значительно расширить комплекс, добавив в том числе орбитальный узел.

Люди и роботы разделят обязанности

Длительное пребывание человека на Луне связано с целым набором проблем. Помимо низкой гравитации, астронавтам придётся иметь дело с повышенным уровнем радиации, резкими температурными перепадами и чрезвычайно абразивной лунной пылью.

Дополнительной сложностью станет расстояние до Земли. Даже небольшая задержка связи не позволяет рассчитывать на управление каждой машиной в режиме, аналогичном дистанционному управлению роботом на Земле. Поэтому будущая техника должна обладать высокой степенью автономности.

Китайские специалисты предлагают разделить обязанности между людьми и машинами. Астронавтам останутся принятие решений в нестандартных ситуациях, сложные научные операции и ремонт оборудования. Роботы смогут заниматься тяжёлой, монотонной и потенциально опасной работой.

Такой подход позволит не только уменьшить физическую нагрузку на экипаж, но и сократить время пребывания людей за пределами защищённых жилых модулей.

Робопсы отправятся впереди астронавтов

Один из описанных исследователями сценариев предусматривает совместную экспедицию трёх астронавтов и нескольких роботизированных помощников.

Первый член экипажа сможет контролировать двух четвероногих роботов, которые будут двигаться впереди группы. Их задачей станет изучение поверхности, поиск препятствий и обнаружение потенциально опасных участков маршрута.

Второй астронавт непосредственно займётся научной работой на поверхности: сбором образцов, проведением измерений и выполнением операций, требующих человеческой точности.

Третий участник экспедиции останется в герметичном мобильном модуле. Оттуда он сможет наблюдать за действиями группы и при необходимости подключаться к управлению дополнительными роботизированными системами.

Четвероногая конструкция выбрана не случайно. В отличие от традиционных колёсных аппаратов, такие машины потенциально лучше приспособлены к передвижению по сложному рельефу с камнями, уступами, склонами и неоднородной поверхностью.

Роботов хотят отправить на поиски лунной воды

Разведка станет только одной из функций роботизированной техники. Китайские специалисты выделяют четыре основных направления работы будущей базы: поддержание жизнедеятельности людей, научные исследования, использование местных ресурсов и техническое обслуживание инфраструктуры.

Особое значение имеет поиск водяного льда. Именно наличие предполагаемых запасов льда является одной из причин повышенного интереса к южному полюсу Луны.

Добытая вода потенциально сможет использоваться для нужд экипажа. Кроме того, после разделения воды на водород и кислород полученные вещества могут применяться в системах жизнеобеспечения и, в перспективе, при производстве компонентов ракетного топлива.

Автономные машины смогут заниматься разведкой перспективных районов и выполнять часть операций по извлечению ресурсов без постоянного присутствия человека.

Строительные материалы планируют получать прямо на Луне

Доставка каждого килограмма груза с Земли остаётся чрезвычайно сложной и дорогой задачей. Поэтому при создании долговременной базы большое значение приобретает использование местных материалов.

Роботам предлагается поручить добычу и обработку лунного грунта, а также строительство различных элементов инфраструктуры.

В перспективе местный реголит может применяться при создании защитных конструкций, площадок и других объектов. Это позволит уменьшить количество строительных материалов, которые потребуется доставлять с Земли.

Отдельное внимание исследователи уделяют лунным лавовым трубкам. Такие естественные подземные образования рассматриваются как потенциальные места для размещения защищённых помещений.

Толстый слой породы над ними способен обеспечить дополнительную защиту от радиации и резких температурных колебаний. Роботы смогут предварительно исследовать подобные структуры и заниматься их подготовкой к возможному использованию людьми.

Машины пригодятся и внутри лунной базы

Работа для роботов найдётся не только снаружи станции.

В жилых модулях автоматизированные помощники смогут следить за температурой и состоянием воздуха, проверять оборудование и выполнять регулярные инспекции.

Им также предполагается поручить уборку помещений, помощь в уходе за растениями и некоторые операции, связанные с приготовлением пищи.

Автоматизация подобных процессов особенно важна для небольшого экипажа. Чем меньше времени астронавты будут тратить на бытовые задачи, тем больше его останется для исследований, обслуживания станции и выполнения основной программы экспедиции.

Робопёс сможет стать компаньоном для человека

Наиболее необычной частью китайской концепции стала социальная функция роботов.

Длительное нахождение небольшой группы людей в изолированной среде может создавать серьёзную психологическую нагрузку. Связь с Землёй не способна полностью компенсировать ограниченный круг общения внутри станции.

Поэтому исследователи рассматривают возможность создания робота-компаньона, который сможет разговаривать с членами экипажа и взаимодействовать с ними в повседневной жизни.

Таким образом, одна и та же роботизированная платформа в перспективе сможет выполнять сразу несколько ролей: быть разведчиком на поверхности, техническим помощником на станции и средством дополнительной психологической поддержки экипажа.

Управление построят на нескольких уровнях автономности

Для взаимодействия людей и машин предложена четырёхуровневая информационная архитектура.

Она охватывает восприятие окружающей среды, принятие решений, планирование дальнейших действий и непосредственное выполнение поставленной задачи.

Степень участия человека при этом сможет меняться в зависимости от ситуации. В одном режиме астронавт будет непосредственно отдавать команды машине, а в другом робот сможет самостоятельно выполнять задачу и обращаться к оператору только при возникновении нестандартной ситуации.

Подобная автономность особенно важна для крупной лунной инфраструктуры, где одновременно могут работать десятки различных устройств.

Лунную инфраструктуру хотят значительно расширить к 2045 году

Роботизированные системы рассматриваются в рамках более масштабных планов по созданию Международной лунной научно-исследовательской станции ILRS.

Базовый комплекс планируется развернуть в районе южного полюса Луны примерно к 2035 году. Этот регион представляет особый интерес из-за потенциальных запасов водяного льда и возможностей для организации долговременных экспедиций.

Следующий этап программы рассчитан до 2045 года. Предполагается создание значительно более развитой инфраструктуры, в которой одним из центральных элементов станет лунная орбитальная станция.

Если концепция будет реализована, роботы на Луне перестанут быть исключительно исследовательскими аппаратами, выполняющими заранее определённые задачи. Они превратятся в постоянную часть инфраструктуры, работающую вместе с людьми: будут разведывать местность, добывать ресурсы, строить и ремонтировать объекты, обслуживать жилые помещения и помогать экипажу в повседневной жизни.

В условиях, где практически любая внешняя операция связана с риском для человека, именно такое разделение труда между астронавтами и автономными машинами может стать одним из ключевых условий создания действительно постоянной базы на Луне.