NASA представило прототип марсохода нового поколения для экстремальных условий Луны и Марса
Инженеры NASA и лаборатории NASA Jet Propulsion Laboratory представили экспериментальный прототип марсохода нового поколения, который успешно прошёл автономные испытания в пустынных условиях и продемонстрировал возможности для будущих миссий на Луну и Марс. Аппарат получил название Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain (ERNEST) и предназначен для высокоскоростного автономного передвижения по сложному рельефу на больших дистанциях.
Испытания марсохода проводились в пустыне Колорадо, где геологические и световые условия используются для моделирования среды, близкой к внеземной. В ходе тестов четырёхколёсный прототип длиной примерно 1,2 метра преодолел около 25 километров за 37 часов при минимальном участии операторов.
По словам Исы Неснаса, главного технолога JPL, такие испытания позволяют одновременно отрабатывать механическую платформу мобильности и программные алгоритмы автономного управления, необходимые для работы в условиях Луны, где поверхность характеризуется высокой неоднородностью рельефа, резкими перепадами освещённости и сложной механикой грунта.
Ключевым техническим отличием ERNEST стала активная система подвески, заменяющая классическую рычажно-балансирную подвеску (rocker-bogie), применяемую на всех марсоходах NASA начиная с миссии Sojourner и включая Perseverance. Хотя традиционная схема доказала свою надёжность, её возможности ограничены на крутых и сыпучих склонах: в таких условиях возрастает риск пробуксовки, потери сцепления с поверхностью и опрокидывания.
В отличие от прежних конструкций, ERNEST использует активную подвеску с динамическим перераспределением массы. Четыре управляемых колеса и передний приводной карданный узел позволяют реализовывать различные режимы движения, включая «извивающееся» перемещение, колесное преодоление препятствий, пошаговое поднятие на преграды и боковое движение. Дополнительно встроенная муфта даёт возможность переключения в пассивный режим для энергоэффективного и стабильного движения по менее сложному рельефу.
Система управления основана на методах обучения с подкреплением, при которых алгоритмы проходили тысячи часов симуляций в виртуальной среде, сталкиваясь с экстремальными сценариями, включая заведомо сложные физические условия. После обучения программное обеспечение было перенесено на реальный аппарат и протестировано в условиях пустыни, жары и сложного рельефа. Отдельное внимание уделялось работе в условиях резких теней на рассвете и закате, моделирующих освещение в районе южного полюса Луны.
В ходе испытаний марсоход ERNEST достиг скорости до 1 км/ч и суммарно функционировал 37 часов в течение семидневного периода. По словам разработчиков, это существенно превышает темпы автономного движения действующих марсианских аппаратов Curiosity и Perseverance, открывая перспективы для более протяжённых автономных научных маршрутов на поверхности других планет.
Следующим этапом разработки станет интеграция активной подвески с системами дальнего автономного планирования маршрутов. Это позволит марсоходу не только преодолевать сложный рельеф, но и самостоятельно выбирать траектории движения с учётом геологических препятствий и потенциальных рисков, что критически важно для исследования ранее недоступных регионов Луны и Марса.