Прототип робота-змеи для космических исследований собрали финалисты программы «Дежурный по планете»

Конструкция робота-змеи повышает проходимость аппарата в условиях сложного рельефа и позволяет изучать окружающую среду планет: анализировать температуру и влажность, фиксировать магнитное поле, вести съемку местности и т.д.

Программа «Дежурный по планете» реализуется в рамках Кружкового движения НТИ совместно с Образовательным центром «Сириус» (Фонд «Талант и успех»), Сколковским институтом науки и технологий (Сколтех), Госкорпорацией «Роскосмос» и Фондом содействия инновациям. Финал всероссийских конкурсов программы прошел в «Сириусе» с участием команд из 24 регионов России.

Прототип планетохода разработала команда учеников Гимназии №10 Красноярска: Андрей Колмаков, Кирилл Перелыгин, Анна Малафеева и Маргарита Курышева. Как рассказала десятиклассница Анна Малафеева, колесные планетоходы малоэффективны в условиях сложного рельефа. Для повышения проходимости космического аппарата в трещинах и разломах поверхности школьники предложили оригинальную конструкцию робота-змеи.

Планетоход двигается с помощью цифрового сервопривода — 11 сервомоторов, которые вращают звенья в плоскостях XZ (вперед) или XY (вбок). Также в конструкцию робота входят платы Arduino Nano, передняя и задняя камеры, датчики (температуры, влажности, магнитного поля, вибраций, дальномер), приемные станции, аккумуляторы для самого аппарата и камер.

Работу над планетоходом участники программы начали задолго до финала в «Сириусе». Занимаясь на красноярской Станции юных техников №2, школьники проработали идею, продумали электрическую схему, соединили моторы с платами и собрали корпус планетохода. На космической смене финалисты совместно с экспертами проработали алгоритм движения планетохода, запрограммировали датчики, завершили сборку прототипа планетохода и провели его испытания.

По мнению авторов, подобные роботы-исследователи в перспективе могут использоваться в космической биологии, космической геологии, динамической метеорологии в том числе для составления подробных 3D-обзоров местности планет, карты химического состава местности, картографирования локального рельефа. При этом школьники предлагают использовать сразу несколько роботов-змей совместно с материнской станцией.

«Поскольку робот-змея использует практически всю поверхность для передвижения, то для генерации электричества солнечные панели не подходят. Следовательно, должна быть материнская станция с колесным типом передвижения и солнечными панелями, которая будет заряжать роботы, — добавила ученица 10 класса Гимназии №10 Красноярска Анна Малафеева. — Роботы-змеи дешевле, если запустить их несколько, они будут исследовать поверхность и указывать, куда двигаться материнскому кораблю. Таким образом, можно избежать серьезных аварий основной станции, продлить длительность эксперимента и размеры изученной территории».

«Проект является перспективным и очень сложным с инженерной точки зрения. За время работы в “Сириусе” сам проект был серьезно доработан и, самое главное, удалось определить перспективы развития данного робота для применения в космосе, — отметил руководитель проектного офиса программы «Дежурный по планете» Кружкового движения НТИ Антон Рогачев. — Самые важные эффекты, на наш взгляд, это то, что, во-первых, благодаря работе с экспертами Сколтеха ребята освоили новые, более системные принципы и подходы к робототехнике и внедрили их в свой прототип. Во-вторых, были выстроены горизонтальные связи с местным сообществом: ребят поддержал Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, который активно участвует в программе «Дежурный по планете» на региональном уровне».

Добавим, что программа «Дежурный по планете» включает пять конкурсов по трем направлениям: малые спутники, бортовые системы и космические миссии; наземный сегмент; использование и обработка космических данных. В финале школьники представили 13 прототипов, в том числе радиомодуль для спутников формата CubeSat, комплекс для старта ракет из стратосферы, несколько моделей наноспутников и др. С разработками участникам помогали эксперты из Сколтеха, ЦНИИмаш, РКК «Энергия», Фонда «Талант и успех», Фонда содействия инновациям и других организаций.

Кружковое движение НТИ — всероссийское сообщество энтузиастов технического творчества, построенное на принципе горизонтальных связей людей, идей и ресурсов, созданное на базе соответствующей дорожной карты Национальной технологической инициативы. Цель Кружкового движения — вырастить в России экосистему, которая объединит технологических энтузиастов, крупные компании, госкорпорации, проекты на стыке образования, науки и технологического бизнеса. Такая экосистема позволит создавать работающие форматы для взаимодействия между всеми участниками Кружкового движения.