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 (JPL). Этот аппарат, длина которого составляет примерно 1,2 метра, выполняет роль тестовой платформы для технологий, способных в перспективе стать основой для луноходов и марсоходов с гораздо большим запасом хода: на сложных участках трассы новая платформа почти в десять раз превзошла предшественников по скорости передвижения.
Источник изображений: NASA
В марте текущего года, в ходе семидневных полевых испытаний, ERNEST преодолел около 26 километров за 37 часов движения при минимальном участии инженеров, на отдельных отрезках достигая скорости до 1 км/ч — это примерно в десять раз быстрее, чем скорость автономного перемещения современных марсоходов NASA Curiosity и Perseverance. Повышенная скорость и, соответственно, увеличенная дальность пробега расширят возможности для исследования планет без необходимости прямого участия человека.
Однако главная особенность «Эрнеста» заключается не столько в скорости, сколько в инновационной конструкции шасси. В отличие от традиционной пассивной подвески, которая использовалась на всех марсоходах NASA начиная с 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: обычное перемещение на колёсах, движение змейкой и «шагание» колёсами, вплоть до преодоления препятствий. При этом механизм сцепки даёт возможность переключаться обратно в более энергоэффективный пассивный режим подвески, а четыре индивидуально управляемых сетчатых колеса позволяют двигаться не только вперёд и назад, но и боком — «крабиком».
Испытания проводились в разное время суток — днём, на рассвете, в сумерках и ночью, так как для будущих лунных миссий критически важна автономная работа в условиях сложного освещения. В полярных районах Луны низкое положение Солнца создаёт длинные и резкие тени, из-за которых камни, уступы и впадины будет сложнее распознавать бортовой системе ровера.
Развитие автономности платформы ERNEST осуществлялось методом обучения с подкреплением. Специалисты JPL создали детализированную виртуальную копию ровера, загрузили в неё информацию о поведении реального аппарата на различных видах почвы, после чего запускали симуляции на вычислительном кластере, иногда выполняя тысячи часов виртуальных тестов всего за один день. Затем алгоритмы испытывали в «песочнице» агентства — на тестовой площадке Mars Yard, где есть песчаные гребни, нагромождения камней, ступени и крутые склоны.
Следующим шагом для инженеров станет интеграция выбора режима активной подвески с планированием длинных маршрутов, чтобы будущий ровер мог самостоятельно принимать решения о том, какие препятствия ему стоит преодолевать, а какие лучше обойти.
