Прогулки по Марсу: четвероногий робот ESA Olympus готовится к высадке на красную планету

Поверхность Марса представляет собой сложный ландшафт, изобилующий крупными камнями, разломами и обрывистыми склонами. Сыпучий грунт и его слабая связность часто создают серьезные препятствия для передвижения колесных аппаратов. Решение Olympus меняет сложившиеся подходы: робот передвигается короткими скачками, при этом в фазе "полета" он совершает разворот вокруг своей оси, чтобы обеспечить безопасное приземление в выбранной точке. В условиях пониженной гравитации такие маневры требуют меньше энергии, а неровности рельефа становятся менее значительными. Это открывает доступ к областям, недоступным для традиционных марсоходов: краям кратеров, осыпям, входам в пещеры, образованные лавой.

В лавовых пещерах потенциально могут сохраняться залежи льда, признаки существования древней воды, а также обеспечивается естественная защита от радиационного излучения все это представляет огромный интерес для науки и будущих обитаемых баз. Колесные дроны и классические марсоходы подвержены риску застревания на обрывах и завалах, в то время как "четвероногий" аппарат способен перепрыгивать препятствия, разворачиваться в ограниченном пространстве и возвращаться по уже пройденному пути.

Управление движением Olympus осуществляется методом обучения с применением подкрепления: алгоритм, проходя через тысячи циклов, оптимизирует стратегию устойчивых и энергоэффективных прыжков, корректируя ориентацию в режиме реального времени на основе данных, получаемых от инерциальной измерительной системы и камер. На платформе ORBIT (известной как "самый ровный пол в Европе") робот фиксируется на "плавающей" тележке, передвигающейся на воздушной подушке. Это создает условия, имитирующие двумерную микрогравитацию, и позволяет отрабатывать "полетную" стабилизацию: поддержание курса, развороты, компенсацию наклонов и точную "посадку" манипуляторной платформой.

Полевые испытания, проводимые в Planetary Robotics Lab, дополняют сценарии перехода от симуляции к реальности: после обучения в виртуальной среде поведение робота переносится на реальный полигон с использованием доменной рандомизации путем изменения параметров грунта, коэффициента трения и геометрии, чтобы исключить "привыкание" робота к определенной среде. На этих полигонах также тестируется автономная навигация без использования GNSS: определение местоположения по данным одометрии и визуально-инерциальным данным, построение карт (SLAM) и фиксация представляющих интерес точек для последующего посещения более крупными марсоходами или экипажем.

В рамках проектов ESA многоногие платформы выступают в роли "разведчиков": они первыми проникают в пещеры и трещины, проводят экспресс-анализ газового состава, температуры, несущей способности грунта и геометрии полостей, а затем устанавливают метки связи ("хлебные крошки") для обеспечения передачи данных из глубины. Olympus спроектирован для автономной работы с принципом "связь по возможности" и возвращения на исходную точку по собственным следам.

Для пилотируемых миссий, запланированных на 2030-е годы, это означает снижение рисков: роботы заблаговременно исследуют опасные участки, создают цифровые модели и подготавливают места для установки датчиков. Одновременно разрабатывается технология удаленного управления смешанными командами роботов с орбиты и МКС: эксперименты DLR Surface Avatar показали, что астронавт способен координировать работу от нескольких до множества платформ, а ИИ-помощники компенсируют задержки связи.

Летом 2025 года ESA представило видеозапись "первой встречи" Olympus с условиями микрогравитации: робот, закрепленный в перевернутом положении на платформе ORBIT, выполнял прыжки, стабилизацию и точные посадки. ESA также продемонстрировало испытания на "марсианском дворе" ESTEC полигоне с каменисто-песчаным рельефом. В то же время DLR объявило об окончании серии Surface Avatar: астронавт с борта МКС управлял смешанной группой роботов, включая "четвероногих", в марсианском сценарии, развернутом на Земле. Эти эксперименты закладывают основы для режимов взаимодействия человека и робота в будущих дальних миссиях.

В числе дальнейших задач отработка долговременной автономии: энергоэффективные циклы прыжков, безопасная работа на запыленных поверхностях, автоматическое восстановление равновесия после падений, диагностика приводов и модульный ремонт. Отдельной задачей является стандартизация полезной нагрузки: создание сенсорных "лапок" для геофизических исследований, мини-лидаров и газоанализаторов, а также разработка узлов для установки ретрансляторов связи в пещерах, сообщает pronedra.

Обратите внимание: С 1 сентября 2025 снятие наличных в банкоматах будут ограничивать: новые правила