В пустыне Колорадо, расположенной в Калифорнии, специалисты NASA провели испытания экспериментального четырёхколёсного ровера ERNEST (Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain), разработанного в Лаборатории реактивного движения. Этот аппарат длиной примерно 1,2 метра выполняет роль тестовой платформы для технологий, которые в перспективе могут стать основой для луноходов и марсоходов с гораздо большим запасом хода: на сложных участках трассы новая система почти в десять раз опередила предшественников по скорости передвижения.
Источник изображений: NASA
В марте текущего года в ходе недельных полевых тестов ERNEST преодолел около 26 километров за 37 часов активного движения с минимальным участием операторов, на отдельных отрезках достигая скорости 1 км/ч — это примерно на порядок выше, чем показатель автономного хода нынешних марсоходов NASA Curiosity и Perseverance. Повышенная скорость и, соответственно, увеличенный радиус действия расширят возможности исследования планет без прямого участия человека.
Однако главная особенность «Эрнеста» заключается не столько в скорости, сколько в инновационной конструкции шасси. В отличие от классической пассивной подвески, которая использовалась на всех марсоходах NASA со времён Sojourner и распределяла нагрузку между шестью колёсами с помощью рычагов и шарниров, ERNEST оснащён активной подвеской.
Более того, конструкция подвески позволяет роверу не только перераспределять вес между колёсами, но и выбирать различные режимы движения: стандартное передвижение на колёсах, движение змейкой и «шагание» колёсами, вплоть до преодоления препятствий. При этом механизм сцепления даёт возможность возвращаться в более энергоэффективный пассивный режим подвески, а четыре независимо управляемых сетчатых колеса позволяют двигаться не только вперёд и назад, но и боком — «крабьим ходом».
Тестирование проводилось в разное время суток: днём, на рассвете, в сумерках и ночью, поскольку для будущих лунных миссий крайне важна способность автономно работать в условиях сложного освещения. В полярных регионах Луны низкое положение Солнца создаёт длинные и резкие тени, из-за которых камни, обрывы и впадины будет сложнее распознавать бортовой системе ровера.
Независимость платформы ERNEST совершенствовали методом обучения с подкреплением. Специалисты JPL создали детализированную виртуальную копию ровера, загрузили в неё информацию о том, как реальный аппарат ведёт себя на различных поверхностях, а затем проводили симуляции на вычислительном кластере, порой выполняя тысячи часов виртуальных тестов за один день. После этого алгоритмы испытывали в «песочнице» агентства — на полигоне Mars Yard, где есть песчаные гребни, груды камней, ступени и крутые склоны.
Следующим этапом для инженеров станет интеграция выбора режима активной подвески с прокладкой длинных маршрутов, чтобы будущий ровер самостоятельно определял, какие препятствия можно преодолеть, а какие стоит обойти.
