Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 10
Под Симферополем была создана специальная площадка — «лунодром», на которой имитировался лунный ландшафт. Укомплектовали два экипажа, в каждый из которых вошли командир, водитель, бортинженер, штурман и оператор наведения остронаправленной антенны.
«Основная нагрузка ложилась на водителя, — продолжал рассказ Вячеслав Довгань. — Мы должны были овладеть необходимыми навыками дистанционного управления, чтобы во время сеанса работы полностью слиться с машиной и отрешиться от всего «земного», вести себя так, словно действительно находимся на луноходе»…
Управление на огромном расстоянии требовало умения предугадывать события. Дело в том, что сигнал от Земли до Луны и обратно идет более трех секунд. Поэтому об исполнении команды и меняющейся обстановке на Луне водитель узнавал с задержкой, видел события в прошлом.
А водители видели кадры на телевизионном экране с задержкой и вовсе до двадцати секунд. Получалось, что они рассматривали пейзаж, который луноход уже проехал. При его скорости в 33 сантиметра в секунду, он проезжал за 10 секунд триста метров. Да и телевизионной картинкой приходящую информацию было трудно назвать. Скорее перед водителем демонстрировался набор слайдов, менявшихся каждые несколько секунд. Все это давало такую нервную перегрузку, что экипажи, облепленные медицинскими датчиками, сменялись через каждые два часа. И так одиннадцать месяцев в Симферополе, за вычетом лунных ночей, которые прерывали работу экипажа на 14 земных суток.
Вячеслав Довгань объясняет мне, что управляли луноходом с помощью пульта управления, на котором была рукоятка, как на самолете, — вперед две скорости, движение направо, налево и назад. И рядом располагались закрытые крышкой кнопки на случай отказа основной системы управления. На приборах слева выводились данные по курсу лунохода, его дифферент и крен.
Слушая его слова, вдруг заметил, что у меня самого от волнения вспотели ладони. Оценишь неправильно ситуацию, и все — луноход завалится, застрянет, забуксует, и вытаскивать его будет некому. Труд сотен людей пропадет впустую.
Гарри Роговский, первый заместитель главного конструктора Научно-испытательного центра имени Г.Н. Бабакина, вспоминал, что, когда он в первый раз увидел картинку, переданную с лунохода, «определить, где камни, где кратер, казалось, было невозможно». Требовался большой опыт, чтобы разобраться в этом хаосе. Кратер, например, был виден в виде темной полоски, поскольку камеры стояли очень невысоко, на уровне глаз сидящего на стуле человека.
Поэтому луноход поначалу часто въезжал в кратеры. А стенки у него рыхлые, аппарат начинал буксовать, его сносило…
Путешествие по «Марсу»
Время за разговорами пролетело незаметно. И вот мы уже на месте. «Марс» выглядел довольно обыденно — площадка, засыпанная песком, в огромном, просторном ангаре.
Медленно иду вдоль колеи, оставленной очередным экспериментальным транспортером. Ноги проскальзывают, приходится искать взглядом, куда шагнуть. Нащупываю ступней мелкие камни с острыми краями. Цепляюсь за один из них и начинаю терять равновесие. Михаил Маленков поддерживает меня за руку.
«Осторожней, — смеется он, — все-таки этот полигон строили не для людей, а для марсоходов»…
А колея прошла через камни, обогнув самый большой, и потянулась дальше по песку.
Опыт по созданию луноходов в 70-е годы XX века начали использовать для разработки подвижных роботов-марсоходов. Первые из них были изготовлены на ВНИИтрансмаше в 1971 году, обкатаны на полигоне и доставлены на Марс.
Колеса марсохода способны одолеть любое бездорожье.
Конструкторы сейчас рассматривают и возможность использования шагоходов.
Но связь с посадочным блоком была потеряна, и первые советские марсоходы не выполнили своей задачи. Копия одного из них хранится в музее института и представляет собой небольшой плоский кирпичик на гусеницах. Он очень похож на американский марсоход «Sojourner» («Странник»), работавший на Марсе в 1997 году, разве что у американца шесть колес, а наш был на гусеницах.
«Sojourner» совсем крохотное устройство — при длине 65 см он весит 10,5 кг. За девяносто дней своей работы прошел всего 100 м и мог удаляться от посадочной ступени максимум на 500 м. Очень дорогая игрушка, хотя и передавшая на Землю массу бесценной информации.
Сейчас во ВНИИтрансмаше испытывают очередную модель российского марсохода. Если луноход можно сравнить по ажурности конструкций с балериной, легко танцующей над песками Луны, то марсоход не порхает, он прокладывает дорогу.
Из множества моделей марсоходов, застывших в огромном ангаре, именно он сразу привлек мое внимание. Небольшой, около метра в длину, на шести колесах. Причем два передних немного отнесены от задней пары, чтобы марсоход мог повернуться на 30 градусов в переднем шарнире.
Сделан он по контракту с французским космическим агентством, на нем еще не хватает солнечных батарей, реальной научной аппаратуры и манипулятора, который будет крепиться спереди. Управляется он пока через кабель с помощью джойстика. Этим-то я и решил воспользоваться. Не так уж часто журналисту предоставляется возможность стать водителем марсохода. И я попросил у гостеприимных хозяев разрешения на пробу сил и умения.
Управление оказалось весьма простым: кнопки, управляющие раскрытием конструкции, трансформацией ее из сложенного, полетного состояния в рабочее, а также открытием солнечных батарей; в дополнение к ним — джойстик для управления движением с двумя скоростями. Как сказали нам сотрудники Михаила Маленкова, можно в принципе управлять каждым из шести колес марсохода раздельно, но для начинающего марсианского водителя, как я, это уж высший пилотаж. Для начала обойдемся и без него…
Получаю в руки пульт управления. Слегка волнуюсь: вдруг что-то сломаю? Но меня успокаивают: марсоход прошел испытания на полигоне в окрестностях вулкана Толбачик, так что мне его не поломать.
Трогаю марсоход с места. Первые ощущения — управление мало отличается от детской машинки, которой забавляется мой сын. Только идет марсоход уверенно, не скатываясь, не буксуя на песчаных склонах. Подвожу его к серому камню, который возвышается сантиметров на пятьдесят над песком.
«Давай, давай, слева обходи», — советует один из конструкторов этого марсохода.
«Справа, справа давай…» — не выдерживает водитель лунохода Вячеслав Довгань.
В итоге я запаздываю с поворотом, и аппарат налетает днищем на камень, вращая массивными колесами.
Потом начинает крениться и вот-вот, кажется, опрокинется. Но прежде чем мои учителя успевают забрать у меня пульт, марсоход все же одолевает препятствие и движется дальше.
«Да, в космонавты меня вряд ли возьмут, — думаю я. — Но хоть попробовал»…
На обратном пути Михаил Маленков с Вячеславом Довганем рассказали мне, чем марсоход отличается от лунохода. Главная проблема на Марсе — это многочисленные камни. Большие нужно объезжать, а то упрешься и — «тпру», стой, лошадка, дальше пути нет… Валуны поменьше грозят опрокинуть марсоход, как в моем эксперименте.
Далее. При работе с луноходами задержка управляющих сигналов с Земли составляла около десяти секунд. И даже при такой быстрой связи критические ситуации, требующие отхода лунохода назад, возникали в среднем 16 раз на километр пройденного пути. А для радиолинии Марс — Земля запаздывание может составить от нескольких до десятков минут, в зависимости от взаимного расположения планет на их орбитах. Серьезным препятствием станет также небольшой период радиовидимости.
В этих условиях успех работы марсохода будет определять способность робота активно функционировать в течение длительного времени при отсутствии указаний с Земли. А значит, он должен будет передвигаться по местности со сложным рельефом во многом самостоятельно.
Получается, что такой марсоход должен обладать не только системами сбора и обработки информации, но и достаточно сложной планирующей системой с элементами искусственного интеллекта.
Конечно, предусмотрена и некая страховка. Например, как только марсоход накренится на 60 градусов, он остановится по команде датчика крена и будет ждать, пока оператор с Земли не разберется в ситуации и не придумает, как из нее выпутаться.
Различные варианты конструкторы и операторы проигрывают уже сегодня, не дожидаясь, пока их подопечный доберется до Красной планеты. Так что, будем надеяться, его путешествие пройдет вполне благополучно. Вот только когда это будет? Создатели марсохода надеются, что скоро…
Максим ЩЕЛКОВСКИЙ, Художник Ю. САРАФАНОВ
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
