Пауки-футболисты растянут в космосе японский платок

Что получится, если маленьких роботов-футболистов заставить "эволюционировать", снабдить их "сеткой от ворот" (правда, без мячика) и забросить подальше в космос? Может получиться вовсе не игра, а совершенно новая коcмическая технология.

18 января японское космическое агентство JAXA планирует запустить в космос (по суборбитальной траектории) небольшую ракету со спутником "Фуросики" (Furoshiki), на котором будут отработаны сразу три эксперимента. Каждый из них ранее в космосе никогда не проводился.

Первый и главный разработал профессор Синиси Накасука (Shinichi Nakasuka) из Токийского университета (University of Tokyo).

 

 

В космосе материнский аппарат выпустит три "дочки", каждая из которых потянет за собой конец тонкой сети, похожей на сетку для футбольных ворот.

	Схема эксперимента Furoshiki (иллюстрация с сайта space.t.u-tokyo.ac.jp).

Натянутая таким образом сеть примет форму равностороннего треугольника со сторонами по 20 метров. "Спутники спутника" будут стараться удерживать сетку в более или менее натянутом состоянии.

Эта сеть – прообраз огромных развёртываемых конструкций в космосе, над которыми размышляют группы учёных из Японии и Европы. Они полагают, что именно сети, в которых можно потом вплетать массу разных элементов, могут стать самым эффективным типом разворачиваемых систем. К этому опыту мы ещё вернёмся.

Второй эксперимент – это попытка отправить с космического аппарата на Землю микроволновый луч для передачи электроэнергии. Пусть мощность его будет невысока, главное – показать принципиальную возможность "силовой" передачи из космоса на наземные приёмные станции.

Данный опыт подготовила лаборатория профессора Кайя (Kaya Laboratory) из университета Кобе (Kobe University).

Профессор Копачек и один из его роботов-футболистов (фото с сайта ihrt.tuwien.ac.at).

Наконец, третий уникальный эксперимент. Он непосредственно связан с первым. Его приготовила команда Питера Копачека (Peter Kopacek) из Института манипуляторов и роботов (Institutes für Handhabungsgeräte und Robotertechnik) технического университета Вены (Technischen Universität Wien) при содействии специалистов из "Команды перспективных концепций" (Advanced Concepts Team) Европейского космического агентства.

После того как сеть будет натянута и успокоится, из недр материнского аппарата на неё выползут два миниатюрных робота из серии RobySpace: Junior 1 и 2. Эти роботы должны, цепляясь за сеть, проползти к её краю под управлением с Земли.

Копачек намерен таким образом продемонстрировать принципиальную возможность создания крошечных роботов-пауков, которые смогут выполнять роль монтажников разнообразных космических систем. Таких, каркасом для которых будут служить как раз гибкие сети.

RobySpace Junior пропускает сеть через себя (фото с сайта ihrt.tuwien.ac.at).

Кстати, работу в отсутствии силы тяжести "паучки" Копачека уже показывали: на борту самолёта-лаборатории, "генерирующего" кратковременную невесомость при полёте по параболе.

Европейские и японские коллеги прорабатывают такую концепцию. Солнечные батареи, радиотелескопы, сборщики космического мусора, тепловые радиаторы и прочие конструкции, требующие огромных площадей, должны создаваться на основе сеток, разворачиваемых в космосе микро-спутниками, выпущенными со спутника основного.

Ячейки сети должны иметь размер в 3-5 сантиметров, а толщина нитей — 1-3 миллиметра. Роботы размером 10 х 10 х 5 сантиметров и весом менее 1 килограмма обхватывают эти сети с двух сторон (как сандвич) и при помощи системы роликов бегают по сети, выполняя различные задачи.

Один из вариантов робота Копачека в опыте на борту самолёта (фото с сайта ihrt.tuwien.ac.at).

Каждый такой робот должен иметь аккумулятор с запасом энергии как минимум на 10 минут непрерывного движения, беспроводную коммуникацию с материнским аппаратом по Bluetooth или подобному типу связи, видеокамеру для облегчения управления роботом с Земли и специальные инструменты.

Забавно, что развивая эти машинки, команда из Вены воспользовалась своим многолетним опытом в совсем не космической области: она создавала крошечных роботов-футболистов (выглядящих как коробочки на колёсах), которые гоняли мяч на маленьком настольном поле и успешно выступали на соответствующих европейских и мировых чемпионатах.

Так, в общих чертах, робот-паук должен монтировать сандвич-панели (фотопреобразователь-излучатель микроволн) в натянутую сеть (иллюстрация с сайта ihrt.tuwien.ac.at).

В конечном счёте, специалисты из Венского технического университета мечтают, к примеру, о создании гигантского "Солнечного энергетического спутника" (Solar Power Satellite), который состоял бы из трёх ключевых частей: двух отражателей-концентраторов света и солнечной батареи с микроволновым излучателем.

Поперечник зеркал составлял бы 5 километров, а диаметр солнечной панели с излучателем — 1 километр.

	Концепция Solar Power Satellite (иллюстрация с сайта ihrt.tuwien.ac.at).

Все элементы развёртывались бы в космосе примерно так же, как и сеть спутника Furoshiki, а стаи автономных роботов выполняли бы монтаж отражающих элементов, фрагментов солнечной панели и так далее. Также здесь применялись бы надувные структуры.

Спутник с помощью двух зеркал направлял бы солнечный свет на фотоэлектрическую панель, непосредственно под которой располагалась бы столь же большая антенна, передающая на Землю микроволновый луч. Наземная станция принимала бы его и направляла полученную электроэнергию потребителям.

Обратите внимание: каждая секция солнечной батареи, которую роботы при сборке спутника ставили бы на её уникальное место в сетке, является сандвичем — с обратной стороны на ней закреплён излучатель микроволн. Таким образом, монтаж фотоэлектрического преобразователя и монтаж передающей энергию антенны, в данном проекте, это одно и то же.

Добавим, что фуросики – это тонкий японский платок, в который жители Страны Восходящего Солнца заворачивают (соответственно — носят и хранят) самые различные предметы. Авторы одноимённого космического аппарата надеются, что придуманная ими технология станет такой же распространённой и универсальной.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru