Имитация провалилась. Инженеры разобрались, почему марсоходы NASA застревают на Луне и Марсе
ChatGPT
Марсоход (Фото: scitechdaily.com)
Новое исследование, проведенное инженерами из Университета Висконсина-Мэдисона, раскрыло десятилетнюю тайну, которая не давала покоя космическим инженерам: почему марсоходы NASA, разработанные для работы на поверхности других планет, так часто застревают.
В течение многих лет такие случаи, как застревание марсохода Spirit на Марсе в 2009 году, считались досадными, но неизбежными. Однако, как выяснилось, причина кроется не столько в непредсказуемости марсианского грунта, сколько в фундаментальном изъяне земной методологии тестирования, дававшей слишком оптимистичные результаты.
В течение десятилетий инженеры NASA разрабатывали и тестировали марсоходы в условиях, которые, как они считали, адекватно имитировали внеземную среду. Чтобы компенсировать разницу в силе тяжести, вес марсоходов во время испытаний уменьшали: например, для имитации лунных условий вес составлял лишь одну шестую от земного. Однако, этот подход, хоть и казался логичным, игнорировал ключевую физическую особенность: как именно сила тяжести влияет на свойства самого грунта.
Как пояснил профессор Дэн Негрут, руководитель исследования, более сильная земная гравитация неизбежно уплотняет песок, делая его поверхность более твердой и стабильной. На такой поверхности колеса получают значительно лучшее сцепление, чем на рыхлом грунте Луны или Марса, где гравитация слабее. Этот критический нюанс делал наземные тесты неточными, поскольку марсоходы, которые успешно преодолевали имитированные препятствия на Земле, в реальных условиях сталкивались с совершенно другой, менее благоприятной поверхностью.
Открытие стало возможным благодаря использованию компьютерных симуляций, разработанных с помощью инженерного программного обеспечения с открытым кодом Project Chrono. Команда Негрута смогла смоделировать поведение марсоходов на различных типах грунта, учитывая силу гравитации, что позволило им сделать вывод о разнице между тестовыми и реальными условиями. Это понимание может иметь далеко идущие последствия для будущих космических миссий, поскольку позволит инженерам разработать более точные методы тестирования и создать роверы, которые будут лучше адаптированы к вызовам внеземного ландшафта. Это открытие не только объясняет прошлые неудачи, но и закладывает прочный фундамент для успешного освоения космоса в будущем.
