Вольфганг Финк, адъюнкт-профессор факультета электротехники и микроэлектроники Университета штата Аризона (США), создал и провёл первые испытания экспериментального робота для приводнения в инопланетных озерах. Дрон называется Тucson Explorer II (TEX II). О своём начинании г-н Финк рассказал на Аэрокосмической конференции (3–10 марта; Биг-Скай, Монтана, США). 

По словам создателя, робот представляет собой прототип исследовательского аппарата, предназначенного для посадки на Титан, одну из лун Сатурна. Он сможет приводниться в любом из метановых озёр, коими богато это небесное тело. Спускаемый модуль является частью программы НАСА Titan Mare Explorer, предусматривающей высадку в районе Моря Лигеи на Титане. Полёт к этой крупнейшей из лун Сатурна ведомство всё ещё планирует, хотя его бюджетные перспективы не вполне ясны. Г-н Финк считает, что исследования других планет дронами должны осуществлять комплексно: спутники наблюдения на орбите, дирижабли или воздушные шары — в атмосфере, планетоходы — на твёрдой поверхности, а также «планетоплавы» — средства для посадки и перемещения по инопланетным озерам, морям и океанам. При этом спутники смогут направлять дирижабли к самым интересным районам, а те будут ориентировать относительно тихоходные ездящие и плавающие дроны на локации, требующие соответствующих исследований или забора образцов. 

Справедливо полагая, что полёт к Титану состоится не завтра, Вольфганг Финк считает, что его детище пригодится и на Земле. Как и обычные планетоходы, TEX II может управляться не только самостоятельно, но и удалённо, в земных условиях — через интернет-соединение. «TEX II готов к задачам оборонного и полицейского характера, таким как охрана гаваней и очистка прибрежных зон от мин», — замечает учёный. Кроме того, дрон будет уместен во время поисково-спасательных операций на море и исследований земной гидросферы, в том числе там, где человек не может находиться без риска для жизни (вспомним морское побережье у АЭС «Фукусима»). 

Помимо набортных камер, аппарат уже сейчас оснащён сонаром, способным проникать на 100 метров в глубь водных или углеводородных озёр. Впрочем, вместо ряда устройств, необходимых для экзопланетных исследований, на него могут быть установлены детекторы химического, радиоактивного и биологического загрязнения, равно как и сенсоры взрывчатых веществ (для выслеживания морских мин). Вот видеоматериал по испытаниям дрона: 

TEX II с самого начала задумывался как многозадачное средство, поэтому аппарат выполнен по модульному принципу. Катамаранная компоновка выбрана для обеспечения устойчивости в волнах любой высоты (что на Титане вряд ли понадобится). Теоретически можно было создать однокорпусник с достаточной остойчивостью, но из-за разного удельного веса жидких углеводородов на Титане и воды на Земле его нельзя было бы без модификаций использовать и в экзопланетных, и в земных условиях. Вес дрона — всего 45 кг; на палубе между двумя корпусами можно разместить 67 кг научного оборудования. Длина каждого корпуса — 183 см, расстояние между ними составляет 152,5 см. Предположительно, источником энергопитания станет разрабатываемый сейчас в НАСА «продвинутый стирлинг« с номинальной мощностью в 140 Вт и весом в 28 кг, могущий непрерывно работать 14 лет. 

Г-н Финк считает, что плавающая исследовательская платформа имеет массу преимуществ перед ездящей: высокая несущая способность сочетается с низким трением и энергозатратами на движение. Кроме того, наземный планетоход может попасть в аварию с большей вероятностью, чем плавающий дрон, движущийся по однородной поверхности. В движение TEX II приводится воздушными пропеллерами, смонтированными на корме каждого корпуса; они запитываются двумя электромоторами, которые могут двигать судно как вперёд, так и назад без поворота пропеллеров. Возможен также разворот на месте при работе двигателей «враздрай». Это, кстати, ещё одно преимущество двухкорпусной компоновки: однокорпусное, одномоторное судно не может самостоятельно осуществить такой манёвр. 

Скорость зависит от мощности моторов (моторный модуль может широко варьироваться), но наилучшей для работы сонаров является скоростью в 9,3 км/ч, на которой дрон и предполагает рассекать по метановым волнам Титана. Небольшая осадка катамарана, помимо способности к заплывам в очень мелких местах, даст дрону лучшую обстановку для работы подводных камер и сонара: им почти не будут мешать волны, генерируемые при движении аппарата. 

Несколько экстремально выглядит лишь выбор конструкционного материала, который пошёл на создание корпусов. Это экструдированный пенополистирол, больше знакомый нам по другим приложениям. По словам профессора Финка, устойчивость используемой марки пенополистирола к низким температурам достаточна для условий Титана, при этом он обеспечивает высокую плавучесть при низкой массе конструкции. А ещё он «надёжнее надувных корпусов». 

Подготовлено по материалам Университета Аризоны.

Текст: Александр Березин 

Подробнее