NASA испытывает новый ровер, который превзойдет Curiosity и Perseverance на Марсе и Луне

Автономная навигация и система активной подвески

В экстремальных условиях пустыни Колорадо на юге Калифорнии были проведены полевые испытания нового прототипа планетохода, созданного инженерами NASA. Компактный четырёхколёсный аппарат, названный ERNEST (Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain), успешно прошёл дистанцию в 26 километров, демонстрируя высокий уровень автономии и способность перемещаться по сложным рельефам с минимальным человеческим вмешательством.

Устройство, разработанное в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, направлено на решение одной из основных задач будущих миссий — исследование труднодоступных и опасных для человека мест на Луне и Марсе. В отличие от существующих марсоходов, таких как Curiosity и Perseverance, ERNEST обладает рядом уникальных технологических преимуществ, которые могут существенно изменить подход к планетарным исследованиям.

Главное отличие ERNEST от своих предшественников заключается в его активной системе подвески. В то время как традиционные роверы применяют пассивную систему «рокер-богги», которая, хоть и надежна, имеет ограничения при пересечении крутых склонов и крупных препятствий, новый прототип предлагает больше возможностей.

Управление колёсами и распределение веса. ERNEST может независимо поднимать каждое из своих колёс, чтобы «перейти» через камни и трещины. Активная подвеска позволяет ему динамически перераспределять вес между колёсами, что критически важно для поддержания сцепления и устойчивости на экстремальных уклонах, ожидаемых в лунных кратерах или на марсианских утёсах. При необходимости ровер может переключаться в более энергоэффективный пассивный режим.

Благодаря двум шарнирным соединениям в передней части и четырём поворотным колёсам, аппарат способен двигаться не только вперёд и назад, но и боком, а также выполнять сложные «походки», такие как «извивание» и «шагание» колёсами. Это предоставляет ему беспрецедентную манёвренность.

Совершенная автономия. Основным направлением испытаний стала отработка автономных алгоритмов. Используя метод обучения с подкреплением (reinforcement learning), команда JPL сначала обучила ровер в высокоточном виртуальном симуляторе, который был настроен на основе данных о реальном поведении аппарата на различных грунтах. После тысяч часов симуляций ERNEST успешно применил полученные навыки в реальных условиях, самостоятельно преодолевая на полигоне Mars Yard препятствия в виде песчаных волн, завалов из камней и крутых ступеней.

В ходе недавней полевой кампании прототип показал скорость до 1 км/ч, что значительно превышает показатели роверов на Марсе. За 37 часов вождения, растянутых на неделю, он продемонстрировал потенциал для будущих «научных роуд-трипов» по поверхности других небесных тел.

Разработка ERNEST стартовала в 2022 году на средства внутреннего фонда исследований JPL, а в настоящее время поддерживается программой исследования Марса и Управлением научной стратегии и интеграции NASA.