Астронавт Европейского космического агентства (ЕКА) Лука Пармитано (Luca Parmitano) стал первым человеком, управлявшим из космоса прототипом лунохода, двигающимся по поверхности Земли. Оператор не только видел изображения с камер, но и буквально чувствовал, как ровер касался камней. Испытания системы прошли успешно.
Даже современные компьютеры не могут сравниться с человеческим мозгом в таких навыках, как управление движением по сложному ландшафту. Поэтому работа роверов значительно более эффективна, если у руля находится человек.
Дистанционное управление космическими аппаратами имеет давнюю историю. Ещё советские "Луноходы" управлялись операторами с Земли практически в реальном времени (благо радиосигнал достигает Селены чуть больше чем за секунду). Однако техника не стоит на месте, и теперь инженеры испытывают новые и более совершенные системы. Предполагается, что с их помощью астронавты смогут управлять роверами с борта лунной орбитальной станции Gateway. На разработку таких устройств и направлен проект ЕКА Meteron.
"Даже на Луне подготовка космонавта к выходу за борт занимает несколько часов, [необходимых], чтобы надеть скафандр и подготовить шлюз, – объясняет Джессика Гренуйо (Jessica Grenouilleau), руководитель проекта Meteron в группе исследовательских систем ЕКА. – Предоставляя астронавтам возможность управлять роботами в безопасности и комфорте собственной базы или орбитального космического корабля, можно достичь гораздо большего".
Поэтому ещё в 2014–2015 годах в рамках проекта Meteron был проведён эксперимент Haptics-1 по управлению наземным роботом с борта МКС. Главной задачей этого исследования был сбор информации о функционировании человеческого тела (движении рук, силе нажатия и так далее) при управлении подобным устройством. Эти сведения были нужны для проектирования максимально удобных интерфейсов.
В 2015 году состоялся следующий эксперимент под названием "Контур-2". Здесь робот под управлением космонавта уже совершал довольно сложные движения, но речь всё ещё не шла о самоходном ровере.
И, наконец, в ноябре 2019 года были проведены испытания системы Analog-1. Это четырёхколёсный ровер, оснащённый манипулятором для захвата образцов грунта. По диапазону возможных движений разработчики сравнивают эту роботизированную конечность с человеческой рукой. В целом Analog-1 имеет шесть степеней свободы.
Испытания проводились в закрытом помещении. Устройство двигалось по гладкому полу, на трёх участках которого был насыпан сыпучий грунт и лежали валуны. Астронавту предстояло провести "луноход" по заранее размеченным извилистым и узким дорожкам и собрать образцы на всех трёх площадках. К слову, при заборе проб оператор получал в реальном времени консультации экспертов-геологов.
Пармитано управлял машиной с помощью специального джойстика. Он ориентировался на данные двух видеокамер и осязательные ощущения, которые обеспечивал ему интерфейс. Астронавт буквально чувствовал, как ровер касался грунта или поднимал камень. Из-за этого инженеры сравнивают устройство с механическим аватаром человека, позволяющим учёному присутствовать там, где он не может находиться телесно.
"Расширяя возможности оператора с помощью обратной связи по [прилагаемому] усилию и интуитивно понятного управления, мы можем сделать решаемыми ранее нерешаемые задачи управления роботом и открыть новые методы исследования космоса", – заключает Томас Крюгер (Thomas Krueger) из ЕКА.
Задержка связи между астронавтом и машиной была немного меньше, чем при управлении "Луноходами": 0,8 секунды. Она получалась в том числе из-за трансляции сигнала через геостационарные спутники.
Все задания были выполнены в точности по графику. Эксперты отмечают, что марсоходу, управляемому автоматикой, пришлось бы потратить недели на работу, которую Analog-1 под руководством человека выполнил за полчаса. К сожалению, с ручным управлением марсоходами придётся подождать до появления обитаемой базы на Марсе: сигнал с Земли до Красной планеты идёт слишком долго, чтобы водить роверы в реальном времени.
На следующем этапе планируется испытать Analog-1 на открытой местности, имитирующей лунный ландшафт.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали об испытаниях будущих марсианских роверов в Сахаре и о проекте лунохода от компании Toyota.
