Скоро на Луната ще могат да работят телеуправляеми луноходи, чиито оператори на Земята ще манипулират инструментите на машините виртуално, което ще позволи по-голяма сръчност при вземането на проби, копаенето или сглобяването.

Изследователи от лабораторията по роботика към Бристолския университет в Англия са тествали новата си система за телеуправление в Европейския център за космически приложения и телекомуникации на Европейската космическа агенция (ЕКА) в Харуел, Оксфордшир. Управлявайки виртуална симулация на луноход, те са успели да манипулират роботизирана ръка, за да изкопаят проба от имитация на лунен реголит (наречена симулант). Процесът отхвърля необходимостта от захранване на камерата, което може да се забави поради забавянето от 1.3 секунди между Земята и Луната. Сигналите между телеоператорите и роботизираните мисии на Луната в бъдеще биха могли да се предават от сателити, принадлежащи към планирания проект на ЕКА „Лунна светлина“.

Тази симулация би могла да помогне да управляваме лунните роботи дистанционно от Земята, избягвайки проблема със закъсненията на сигнала.

Виртуалната симулация включва и „тактилни“ взаимодействия. С други думи, тя дава на потребителя усещане за допир, имитирайки тактилните свойства на лунния реголит в условията на ниска гравитация на Луната. Това дава на телеоператорите по-добра представа за това каква сила трябва да използват, за да копаят в реголита или да вдигнат проба с черпак. Засега тактилните взаимодействия са включени само във виртуалните версии на основни задачи, като например натискане на реголит в земята или влачене на черпак през нея, но все още не и за по-сложни задачи.

Учените могат да регулират силата на гравитацията в този модел и да осигурим тактилна обратна връзка, така че да дадем на астронавтите представа за усещането и поведението на лунния прах в лунните условия - където гравитацията е една шеста от тази на Земята.

Системата би могла да се използва и за обучение на астронавти, които един ден ще отидат на Луната, като им даде реалистична симулация на това, което могат да очакват.

„Една от възможностите е астронавтите да използват тази симулация, за да се подготвят за предстоящи мисии за изследване на Луната“, казват учените.

Въпреки това, преди това да се случи, съществуват проблеми с доверието, които трябва да се преодолеят. Предишни проучвания показват, че съществува психологическа бариера пред доверието дали виртуалната система, с която работи потребителят, функционира така, както би трябвало да функционира в действителност.

Екипът е определил ефективността и надеждността на своята виртуална система, като е установил, че при извличане на симулант на реголит системата е била ефективна в 100% от случаите и надеждна в 92.5% от случаите. Изсипването на симуланта е било малко по-малко надеждно, но те са установили, че чрез ограничаване на ориентацията, докато се пренася, то може да се извърши по-прецизно.

Въпреки че е проектиран с оглед на Луната, по принцип същите техники за телеуправление могат да се използват и за мисии до Марс. Това може да бъде особено полезно за трудната задача за извличане на епруветки с проби от марсоход и натоварването им на друго превозно средство, което ще излети от Марс и ще върне пробите на Земята.

Тъй като бюджетът и сроковете на проекта на NASA за връщане на проби от Марс излязоха извън предварителните разчети, космическата агенция помоли индустрията да помогне за разработването на решение. Наскоро Rocket Lab спечели договор за провеждане на подробно проучване на възможно решение за извличане на пробите от марсохода Perseverance, въпреки че може би е твърде рано телеоперацията да играе роля. Въпреки това други мисии за връщане на проби и изследване на Луната, Марс и други скалисти тела като например астероиди могат да се възползват от телеоперацията в бъдеще.

Снимка: Unsplash/NASA/Daniel Rutter

Виж още: Най-интересните победители от последните издания на A'Home Appliance Design Award - в пълният им блясък!