Даже самые ловкие и умные роботы не заменят человека в космосе

12 апреля 2012 года

Уже более полувека назад гагаринское "Поехали!" ознаменовало начало эры космических полетов и исследования космоса человеком. Символом же нового этапа освоения Вселенной, по мнению многих, может стать успевшая стать знаменитой фотография американского астронавта в скафандре и человекоподобного робота Robonaut 2, смотрящих друг на друга.

Роботы на МКС уже сегодня разгружают космические грузовики и осваивают профессию заправщика спутников, пусть и под непрерывным и полным руководством операторов на Земле, а их колеса проехались по поверхности Марса, куда человек еще только мечтает попасть. Вместе с тем, по мнению экспертов, занимающихся разработкой роботов-прототипов и управлением сегодняшними "автоматическими астронавтами", пока актуальности Дня космонавтики всерьез ничто не угрожает.

ЛОВКОСТЬ МАНИПУЛЯТОРОВ И НИКАКОГО МОШЕННИЧЕСТВА

Помимо множества автоматических межпланетных зондов и космических аппаратов, двигающих науку от орбиты Земли и Солнца до границ Солнечной системы, роботы осваиваются и в оплоте нынешней пилотируемой космонавтики - на Международной космической станции. Безусловной звездой МКС с 2011 года считается именно Robonaut 2, который, однако, пока выполняет лишь демонстрационные задания.

Пока робот НАСА пожимает руку командиру экипажа, передает сообщения на языке жестов и "ведет" популярный микроблог в Twitter, "снаружи" уже почти четыре года трудится его "коллега", канадский робот Special Purpose Dexterous Manipulator, или Dextre. Робот массой около 1,5 тонны, отправленный на МКС в 2008 году на шаттле "Индевор", полностью оправдывает свое название - "ловкий" Dextre мог бы вставить DVD-диск в плейер, а его манипуляции с проводами в рамках эксперимента по автоматической заправке космических аппаратов Robotic Refueling Mission специалисты сравнивают с "продеванием нитки в игольное ушко, стоя на краю доски для прыжков в воду".

Миссия RRM, экспериментальный блок для которой на станцию доставил шаттл "Атлантис" в ходе своего последнего полета, будет одной из главных задач робота в 2012 году. Главный инженер блока управления роботом в Канадском космическом агентстве (CSA) Матье Карон рассказал , что пока Dextre выполняет свою работу "на удивление хорошо" - робот уже доказал, что в принципе "автоматические астронавты" вполне могут справляться с заправкой спутников.

"Dextre был разработан в расчете на взаимодействие с компонентами станции, которые, в свою очередь, тоже были созданы специально для автоматической работы с ними. Сложность миссии RRM состояла в том, что для нее мы должны были "научить" робота обращаться с оборудованием, для него не предназначенным", - сказал Карон.

Dextre уже выполнил первую часть миссии, рассчитанной на год. Затем робота будут "учить" открывать клапаны и подключать к ним тестовый "топливный шланг". Все эти эксперименты призваны проложить дорогу для будущих автоматических заправщиков - новых подобных миссий пока нет в планах, но успех RRM, несомненно, сделает их более интересными, отметил инженер.

Сам же робот пока не планирует продолжать научную "карьеру".

"Dextre на самом деле не столько экспериментатор, сколько грузчик и техник. Например, в этом году на МКС прибудет японский корабль HTV-3, который астронавты пристыкуют к станции с помощью Canadarm2, после чего Dextre будет его разгружать", - сказал Карон.

Кроме того, робот готов починить сломавшиеся компоненты станции, до которых он сможет "дотянуться" - Dextre может перемещаться по МКС, но ему доступны не все ее модули. Например, сейчас робот не может попасть в российский сегмент.

"Мы работаем над тем, чтобы создать для Dextre рабочую площадку ближе к этой части станции, но пока есть уголки, куда он не доберется. Но робот точно может попасть туда, где могут потребоваться его возможности по замене компонентов", - сказал инженер.

На случай поломки у робота имеется запасная "рука"-манипулятор, кроме того, примерно раз в год инженеры обновляют его программное обеспечение. По словам Карона, Dextre, отправленный на МКС по частям и собранный астронавтами уже на станции, рассчитан на то, чтобы проработать весь срок ее жизни - и сойти с орбиты вместе со всей конструкцией.

"Мы пока об этом не думали, на данный момент у нас нет намерения забрать назад на Землю Canadarm2 или Dextre. Они вернутся вместе со станцией, когда она сойдет с орбиты... Пока другого плана у нас нет", - сказал Карон.

ТРЕТИЙ НЕ ЛИШНИЙ

Роботы, подобные Dextre, могут существенно экономить время экипажа станции и позволить ему полностью сконцентрироваться на научных и медицинских исследованиях и экспериментах - в идеале колоссальный объем технической и логистической работы можно было бы автоматизировать. Поэтому, по мнению Карона, на Международной космической станции вполне найдется место для еще нескольких роботов.

"Колоссальное преимущество Dextre в том, что им можно управлять с Земли. Таким образом, мы можем разгрузить экипаж, который очень занят научными экспериментами, от большого количества работы", - отметил Карон.

По его словам, сейчас Dextre очень часто работает "в ночную смену", когда экипаж спит, и это позволяет оптимизировать работу станции.

"Но остается еще очень много работы, и я думаю, ясно, что новые роботы дали бы нам возможность делать еще больше. Всегда есть простор для расширения", - подчеркнул собеседник агентства.

Он добавил, что пока трудно сказать, смогут ли Dextre и его потенциальные автоматические "товарищи" когда-нибудь полностью удовлетворять технические нужды МКС без участия экипажа, который сейчас также занимается ремонтом и обслуживанием станции.

"Мы уже многое делаем с помощью Dextre, но всегда есть вещи, для которых требуются человеческие руки", - сказал Карон.

Инженер напомнил, что в 2010 году астронавтам МКС пришлось самим заменить сломавшийся насос системы охлаждения, критически важный элемент систем станции, с которым не справился бы робот.

"В будущем такие вещи смогут делать роботы, но пока в ремонтных работах есть место и для них, и для астронавтов", - отметил инженер.

АНДРОИД ПО-РУССКИ

Канада, которая на данный момент неофициально считается лидером по части роботов в космосе, пока не планирует отправить к Dextre нового "коллегу", зато такие планы вынашивает Россия. НПО "Андроидная техника" и ЦНИИМАШ разработали робота-прототип SAR-400, который, по замыслу создателей, станет основой для будущих автоматических систем, способных не только выполнять транспортные и монтажные работы внутри орбитальной станции и за ее пределами, но и, например, осуществлять "информационно-психологическую поддержку экипажа".

Летчик-космонавт РФ, замначальника отделения пилотируемой космонавтики - начальник отдела ЦНИИМАШ Сергей Авдеев в беседе с подчеркнул, что разработанный прототип пока не готов к работе на МКС.

"Для того, чтобы он приобрел свою готовность, его нужно будет испытать. Для работы в невесомости ему требуется большой список допуска для всего, начиная от материалов, какие будут использоваться при его изготовлении, какие электронные компоненты имеют право работать", - сказал Авдеев.

Российский прототип в два раза меньше и почти в пять раз легче американского коллеги, его рост всего 63 сантиметра, а вес - 30 килограммов. Параметры будущего рабочего образца, по словам представителя пресс-службы НПО "Андроидная техника", будут изменены.

"Манипуляторы "Робонавта" обладают большим количеством степеней подвижности, в частности, в кистевом узле, что дает определенные преимущества. Но SAR-400 имеет лучшие характеристики захватов за счет иного конструктивного размещения приводов, что дает возможность выполнять манипуляции не только на геометрическое замыкание объектов, но и сложные манипуляции, управляя каждой фалангой "пальцев" отдельно", - сообщили в пресс-службе.

По словам Авдеева, пока проект находится на стадии научно-исследовательских работ, и до опытно-конструкторского этапа предстоит еще "очень большая серия испытаний, очень большое время". Пока рано говорить не только о том, когда SAR-400 или его "потомок" отправится в космос, но и о функциях, которые он сможет выполнять.

"Сейчас обсуждаются разные варианты, что он может делать внутри или за бортом станции. Мы смотрим объем тех возможных задач, которые можно решать и поручать роботу внутри МКС, что можно делать снаружи. При этом чисто техническое исполнение для работы внутри и снаружи - это совершенно разные вещи", - сказал Авдеев.

РОБОНАВТЫ БУДУЩЕГО

Автоматические "коллеги" астронавтов и космонавтов окажутся полезными и за пределами околоземной орбиты и МКС, считают эксперты. В частности, по словам Карона, уже сейчас активно разрабатывается проект Next Generation Canadarm - новой автоматической "руки" для космических кораблей, созданной с учетом опыта использования манипуляторов шаттлов и станции. Кроме того, инженеры ищут применение для роботов в таких сферах, как, например, техническое обслуживание спутников на орбите.

"Мы сейчас думаем, как можно использовать наш обширный опыт в исследовательских пилотируемых миссиях будущего, но пока до этого все же далековато... Это точно будет возможным в будущем", - сказал Карон.

Авдеев отметил, что роботы за пределами околоземной орбиты будут востребованы "не просто в невесомости, а на поверхности, например, планет или астероидов".

"На этих поверхностях встречается больше неожиданностей, и с помощью такого рода роботов можно было бы реагировать на эти неожиданности естественным для человека образом и заниматься этими исследованиями", - сказал эксперт.

При этом "робонавты" будущего будут обладать большей степенью самостоятельности, чем их "прадедушки", считает Карон.

"Даже сейчас Dextre и Canadarm2 обладают некоторой автономностью, они могут, например, проверять собственное состояние на предмет неполадок и аномалий, проводить самодиагностику. Но, конечно, сейчас любым маневром руководит человек, оператор. Автоматизация некоторых действий была бы очень полезной, и мы этим занимаемся, стремясь к тому, чтобы минимизировать участие человека", - отметил инженер.

ЧЕЛОВЕК ИЛИ РОБОТ

Карон подчеркнул, что еще 10-20 лет назад он был "куда большим пессимистом" и вряд ли бы не поверил в то, что в 2012 году на борту МКС будет работать робот со способностями, которыми обладает Dextre.

"Я помню, в 1999 году я присоединился к команде центра управления полетами. МКС тогда представляла собой всего два модуля... Тогда казалось, что станция никогда не будет построена, было очень много задержек и проблем", - отметил инженер.

"Поначалу мы думали, что нашим роботом Dextre будут управлять главным образом астронавты, потом решили - ну, может быть, мы сможем делать какие-то несложные вещи с Земли... Если бы вы меня 10 лет назад спросили, поверю ли я, что мы сможем делать так все, включая миссии типа RRM, я, да и все вокруг сказали бы - нет, это невозможно, это слишком сложно", - добавил Карон.

Несмотря на впечатляющие успехи Dextre, а также луноходов, марсоходов, автоматических межпланетных зондов и других его многочисленных "родственников", будущее космонавтики все же за пилотируемыми миссиями, считают эксперты.

"Полет в космос был, есть и всегда будет опасной затеей. Роботы позволяют нам исследовать новые объекты и продвигаться дальше, минимизируя при этом риски, поэтому они всегда смогут забраться чуть дальше, чем человек. Вместе с тем, я думаю, в нас всегда будет что-то такое, что не даст нам успокоиться, пока мы не отправим в эти места человека", - сказал Карон.

По его словам, школьникам, которым он рассказывал о роботах и Dextre, "конечно, было интересно об этом послушать, но чтобы действительно завладеть их вниманием, всегда нужно показать астронавтов - на борту шаттла, МКС или станции "Мир".

"Роботы помогут космонавтам, но заменить не смогут", - заключил Сергей Авдеев.