Использование роботов в космических исследованиях имеет давнюю историю. Еще в 1960-х годах СССР и США начали отправлять автоматические аппараты для изучения Луны, Венеры, Марса и других планет и их спутников. Эти ранние роботы-исследователи позволили получить фундаментальные знания о Солнечной системе и открыли путь для последующих более сложных миссий с участием робототехники.
По мере развития технологий роботы, отправляемые для изучения космоса, становились все совершеннее. Сегодня они оснащены различными датчиками и инструментами, способны автономно передвигаться по поверхности далеких планет, проводить сложные научные эксперименты. Роботы-исследователи продолжают приносить все новые открытия в астрономии, геологии, биологии и других науках.
История использования роботов в космосе
Первые шаги по созданию автоматических межпланетных станций были предприняты еще в конце 1950-х. Тогда СССР и США начали реализацию собственных космических программ, нацеленных на исследование Луны и ближайших планет.
Советская лунная программа
Советский Союз первым в мире осуществил запуск автоматической межпланетной станции. 2 января 1959 года к Луне стартовала станция «Луна-1», также известная как «Мечта». Она пролетела в 6000 км от поверхности Луны и ушла в гелиоцентрическую орбиту. Хотя станция и не смогла выполнить посадку или передачу фотографий, полученные в ходе полета данные имели большое научное значение.
В 1966-76 гг. СССР осуществил запуск серии автоматических лунных станций под общим названием «Луна». Некоторые из них отрабатывали посадку на поверхность Луны и передачу панорам, что стало важным техническим достижением. Так, 3 февраля 1966 года станция «Луна-9» осуществила первую в истории мягкую посадку на поверхность Луны и передала на Землю панорамные изображения лунного ландшафта.
Американская лунная программа
США также активно осваивали Луну в 1960-1970-е годы. Американская программа включала пилотируемые полеты в рамках проекта «Аполлон», а также запуск автоматических аппаратов серии «Рейнджер», «Сервейер» и «Лунар орбитер».
Аппараты «Рейнджер» должны были передавать фотографии поверхности Луны прямо перед ударом о нее. Хотя первые три запуска не увенчались успехом, в 1964-65 гг. «Рейнджеры-7, -8 и -9» смогли передать тысячи снимков высокого разрешения.
Автоматические станции «Сервейер» предназначались для посадки на лунную поверхность. С 1966 по 1968 гг. было запущено 7 таких станций, 5 из которых совершили успешную посадку. Они передали на Землю десятки тысяч снимков поверхности Луны и позволили определить оптимальные зоны для высадки астронавтов.
Аппараты серии «Лунар орбитер» облетали Луну по орбите в 1966-67 гг., фотографируя ее поверхность для выбора мест посадок. Было запущено 5 аппаратов этой серии, каждый из которых передал сотни фотографий.
Исследование других планет и тел Солнечной системы
Помимо Луны, в 1960-1970-е годы СССР и США активно запускали автоматические межпланетные станции для изучения Венеры и Марса – планет, наиболее схожих с Землей. К этим планетам были направлены десятки станций, многие из которых передали уникальные научные данные.
Исследование Венеры
Первой к Венере отправилась советская станция «Венера-1», запущенная 12 февраля 1961 года. Хотя с ней была потеряна связь на подлете к планете, в 1962 г. станция «Венера-3» впервые достигла поверхности Венеры. В 1966-83 гг СССР осуществил запуски серии автоматических межпланетных станций «Венера» и «Вега» для комплексного исследования планеты. А в 1975 г. «Венера-9» передала первые снимки поверхности Венеры.
США также исследовали Венеру в рамках программы «Маринер». Аппараты «Маринер-2» (1962 г.) и «Маринер-5» (1967 г.) провели исследования Венеры
пролетной траектории, а «Маринер-10» в 1974 г. передал близкие снимки облачного покрова Венеры. Данные этих и других автоматических станций позволили лучше изучить состав атмосферы и поверхности Венеры.
Исследование Марса
Большой вклад в изучение Марса внесли советские автоматические межпланетные станции серии «Марс» и «Фобос» (1960-1988 гг.) Несмотря на многочисленные неудачи, им удалось передать на Землю снимки поверхности и данные о составе атмосферы планеты.
НАСА также активно исследовало Марс в 1960-1970-е гг. В 1965 г. первая в мире мягкая посадка на поверхность другой планеты была осуществлена аппаратом «Маринер-4». А в 1976 году «Викинги-1 и -2» выполнили посадку на Марс и провели ряд экспериментов, в том числе по поиску жизни. Эти миссии позволили сделать важные открытия о Марсе.
Развитие робототехники в 1980-1990-е годы
Начиная с 1980-х годов в исследовании космоса все более активно стали применяться роботизированные устройства. Разработка роботов-исследователей (роверов) позволила значительно расширить научные возможности автоматических станций.
Лунаходы
В 1970-1973 гг. СССР запустил два самоходных аппарата «Луноход-1» и «Луноход-2», которые перемещались по лунной поверхности с помощью восьмиколесного шасси. Они передали панорамные снимки лунных ландшафтов и провели важные научные эксперименты.
Так, «Луноход-1» прошел по лунной поверхности около 10 км, а «Луноход-2» в ходе работы с 1973 по 1973 гг. прошел 39 км, что до сих пор остается рекордом. Полученные этими аппаратами результаты имели большое значение для лунных и планетных исследований.
Марсоходы
Новый этап в исследовании Марса наступил в конце 1990-х годов с запуском марсоходов – автономных роботизированных платформ на колесном ходу.
Первым из них стал марсоход «Соджорнер», доставленный на Марс автоматической станцией «Марс Патфайндер» в 1997 году. Однако из-за отказа системы раскрытия посадочной платформы миссия продлилась лишь несколько минут.
Гораздо более долговечными оказались марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити», прибывшие на Красную планету в 2004 году. Изначально планировавшийся срок работы в 90 суток для этих роверов составил в итоге несколько лет. За это время они передали уникальные панорамные снимки Марса и обнаружили многочисленные геологические свидетельства наличия в прошлом воды на планете.
Очередным этапом в исследовании Марса стала миссия марсохода «Кьюриосити», прибывшего на планету в 2012 году. Его инструменты исследуют геологическое строение марсианской поверхности и анализируют состав атмосферы и горных пород, в том числе на предмет обнаружения органических соединений.
Перспективы применения робототехники в космосе
Активное развитие робототехники открывает новые возможности для освоения дальнего космоса. Роботизированные зонды могут работать там, куда пока не могут направиться человек – например, на поверхности спутников планет или на самих планетах с экстремальными условиями.
Перспективные проекты НАСА
НАСА осуществляет ряд проектов по использованию робототехники в дальнем космосе. Один из них – посадочный аппарат «Дрэгонфлай», который в 2026-2030 гг. должен доставить на спутник Сатурна Титан небольшой летающий дрон. Он проведет исследования атмосферы и поверхности этого тела.
Другой амбициозный проект НАСА – марсоход нового поколения M2020, оснащенный уникальной научной аппаратурой. Он будет искать на Марсе следы древней жизни и собирать образцы горных пород для возможной доставки на Землю.
Российские разработки
Россия также планирует использовать робототехнику для освоения Луны и планет. В частности, в рамках программы «Луна-Глоб» к 2030 году планируется отправить на естественный спутник Земли целое семейство самоходных и стационарных роботизированных станций для комплексных научных исследований.
Кроме того, Роскосмос разрабатывает проект миссии к спутнику Юпитера Европе, в ходе которой посадочный модуль должен будет пробурить ледяную кору и исследовать подповерхностный океан, где могут существовать примитивные формы жизни.
Также в России ведутся работы по созданию марсохода нового поколения, оснащенного радиоизотопным источником энергии. Это позволит значительно увеличить срок работы такого робота-исследователя на поверхности Марса.
Заключение
Таким образом, прогресс в разработке новых поколений робототехники открывает уникальные возможности для исследования дальнего космоса. В будущем роботизированные аппараты смогут работать там, куда пока не могут направиться люди, – на поверхностях различных планет и их спутников, в атмосферах газовых гигантов и даже под ледяной оболочкой их лун.
Роботы-исследователи позволят получить ответы на многие фундаментальные вопросы – о происхождении Солнечной системы, о существовании жизни за пределами Земли, о возможности терраформирования других планет. Эти открытия станут важной вехой в освоении человечеством космоса.