Несмотря на десятилетия прогресса в космических исследованиях, отправка роботизированных аппаратов на другие планеты по-прежнему сопряжена с непредвиденными трудностями. Учёные, наконец, смогли определить ключевую причину, по которой марсоходы так часто теряют подвижность в чужеродном грунте, что открывает путь к созданию более совершенных исследовательских платформ.
Ошибка в фундаментальном подходе
Как поясняет инженер-механик Дэн Негрут из Университета Висконсина-Мэдисона, долгое время при проектировании учитывалось лишь прямое воздействие гравитации на конструкцию самого ровера. Однако критически важным упущением было игнорирование того, как сила притяжения влияет на поведение сыпучих материалов, таких как песок или реголит, под давлением колёс.
"Наши результаты подчеркивают важность использования физического моделирования для анализа проходимости марсоходов по сыпучим грунтам", — подытоживает учёный, указывая на необходимость смены парадигмы в инженерных расчётах.
Сложности внеземного проектирования
Создание аппарата для работы в инопланетной среде — задача колоссальной сложности, выходящая далеко за рамки земного инжиниринга. Помимо проблем с энергией, таких как пылевые бури, покрывающие солнечные панели, гравитация оказывается решающим, но недооценённым фактором.
Обратите внимание: Учёные разработали революционную технологию для исследования египетских мумий.
Пониженная гравитация на Марсе и Луне кардинально меняет механику взаимодействия между колесом и грунтом, делая его непредсказуемым по земным меркам.История космических миссий полна примеров таких неудач: несмотря на все предварительные расчёты, роверы продолжали увязать. Яркий пример — миссия NASA «Spirit», который в 2009 году навсегда остался в ловушке мягкой почвы, исчерпав все возможности для спасения.
Прорыв благодаря цифровому моделированию
Для решения этой многолетней головоломки команда Негрута применила передовое компьютерное моделирование на основе физического движка Project Chrono. Сравнив симуляции с данными реальных испытаний, исследователи обнаружили фундаментальную закономерность: физические свойства сыпучих сред, такие как плотность и подвижность, напрямую зависят от силы тяжести.
Оказалось, что лунный и марсианский реголит в условиях слабой гравитации ведёт себя как чрезвычайно рыхлая и неустойчивая субстанция. Это резко снижает эффективное сцепление колёс и увеличивает вероятность глубокого погружения и застревания. Данное открытие имеет практическую ценность и станет основой для проектирования новых шасси, адаптированных к реальным условиям иных миров.
"Приятно осознавать, что наше исследование помогает решать реальные инженерные задачи. Для университетской лаборатории большая честь создавать программное обеспечение, которое использует NASA", — с гордостью отметил Негрут.
Результаты этого важного исследования были опубликованы в авторитетном Journal of Field Robotics.
10.08.2025 18 FacebookXVKontakteOdnoklassnikiTelegram Подпишитесь на нас:Вконтакте / Telegram / Дзен НовостиБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.