Роботы, которые изучают космос

Грег Иган «Неустойчивые орбиты в пространстве лжи» (1992 г.)

Название, более характерное для Харлана Эллисона. Атмосфера мира, кажется, ближе к Вандермееру. Фантазия, отлученная от твердой физики Игана. Мощный философский заряд, одновременно заигрывающий с мироустройством (например, идея голографической вселенной), так и с поиском собственной цели в жизни.

В столь маленьком произведении грандиозность идеи оттеняется ее недосказанностью,  заставляя читателя размышлять о предпосылках и последствиях. Что, если главным принципом объединения станет именно идейный, а не географический, национальный или иной? Захват индивидуума конкретной идеей зависит от его месторасположения от очага этой идеи. Нечаянно забежав на территорию, к примеру, научного гуманизма, все больше понимаешь как раньше ты был не прав в своих других верованиях, и, под воздействием обратной связи, все дальше погружаешься в ранее чуждую идейную зону. Возможно, навсегда.

Чтобы не быть рабом чужих идей, надо идти по самым границам их аттракторов. И эти тайные тропы, которых нет на картах — путь редких пилигримов, культивирующих идею свободы. Но кто знает, возможно они попали в свой собственных аттрактор, со своей, пусть и сложной, но траекторией.

…тут, возможно, сказывается едва ощутимое влияние Чайнатауна с его геомантией — ее не полностью подавляют научный гуманизм с востока, либеральный иудаизм с запада и воинствующий, антидуховный и антиинтеллектуальный гедонизм с севера…

Питер Уоттс«Послание к язычникам»/«Слово для язычников» (2004 г.)

Уоттс задумывается, как обычно, над вопросами разума, понимания и внушения. Развитие человечества пошло немного иным путем, на сцену вышел электромагнетизм. Наверное, в чем то это схоже с одной из множества трактовок Месмеризма (которая стала основой для Мессмеризма Ф. Дика в «Мечтают ли андроиды об электроовцах»).

Короче говоря, божественное чувствуется только теми, кто вхож в лоно Церкви и имеет специальные приспособления для щекотания электромагнетизмом определенных участков коры головного мозга. Отлученные от церкви, понятное дело, лишены этого и горько переживают. Ну а те, кто пытаются верить без электричества — еретики. Их надо с особой жестокостью искоренять. Главный герой — отражение грамматон-клирика из Эквилибриума. И проблемы схожи: он начал чувствовать благодать не там, где нужно. Отсюда все и пошло…

Филип К. Дик «Ветеран Войны» (1995 г.)

Лучшим отражением нынешней тревожности можно назвать тревожность Филипа Дика. Он писал свои работы, находясь на постоянных осцилляциях между острой паранойей, набирающей обороты с возрастом, религиозностью и блаженным наркотическим трипом. Понятное дело, восприятие реальности у него было под немыслимыми углами, однако от фундаментальных идей он не уходил.

Явная антивоенная линия видна в рассказе «Ветеран войны». Он повествует о мире, в котором соседствуют три, можно сказать, расы: земляне, венериане и марсиане. По сути, те же люди, но мутировавшие для лучшей адаптации к месту ПМЖ. Однако все они еще в силах иметь совместное потомство, что дает основания полагать, что не такие уж и разные. Ну и ясно, что жаждущие власти и наживы видит в этом возможность сыграть на расколе, войне и захвате территорий, лишив всех здоровой конкуренции и кооперации.

И вот в момент, когда пороховая бочка уже готова взорваться, мы видим покалеченного старика, ветерана войны, которая еще не началась. Кто он, путешественник во времени? Судя по всему, в рассказе это вполне реальная технология. Знание — опасно, поэтому и существует информационные войны, войны мнений, лжи и подлогов. Старика берут в оборот и узнают, что война проиграна. Это знание меняет все и для всех. 

Легко перенести этот сюжет в современные реалии, ведь зло не имеет расы и национальности (да простят меня читатели за такое пафосное клише). Возможно, тут стоит заметить, что рассказ опубликован в 1955 году, еще живы воспоминания о расовой сегрегации, более того, оно еще вполне себе существует несмотря на законотворческие акты и борьбу Мартина Лютера Кинга. 

Робот-человек

Если машине предстоит выполнять социальную функцию (например, быть домработницей или собеседником), создатели стараются сделать её гуманоидом или андроидом, то есть человекоподобной машиной.

Эти модели становятся точными копиями реальных людей. Они проявляют эмоции, ведут осмысленный разговор, считывают реакции в общении.

Geminoid DK

Японский киборг, сделанный в 2006 году. Это реалистичная копия Хенрика Шарфа – датского профессора по психологии, а также вообще первый робот с европейской внешностью от азиатских разработчиков. Geminoid DK имитирует жесты, дыхание и общается с посетителями научного центра.

Разработчик киборга, Хироси Исигуро, успел создать ещё одну модель — Geminoid F, которая отличается фотогеничностью и живой мимикой.

Надин

Это социальный робот-компаньон. Гуманоид из Сингапура – копия своей создательницы Надежды Тельман. Задача андроида – стать идеальной сиделкой для пожилых людей или детей-аутистов.

Надин умеет запоминать слова собеседника, распознавать знакомых, подстраиваться под поведение человека. Для лучшей коммуникации Надин даже устроили секретарём на университетский ресепшн.

BINA48

BINA48 – интеллектуальный робот-человек, который уже успел стать легендарным. Гуманоид – копия Бины Аспен. Он сделан для экспериментов в области программирования мыслей. BINA48 выражает около 60 чувств и имеет большой словарный запас.

Живая Бина Аспен обучала машину своей походке, мимике, речевому стилю. Андроид быстро схватывает знания, легко шутит и поддерживает беседы на сложные философские темы, используя реальные воспоминания женщины.

SpaceX: Шлем Звездного Человека

Скафандры «Звездный человек», которые носят астронавты во время миссий SpaceX Crew Dragon, привлекают к себе большое внимание. Их образ был придуман голливудским дизайнером костюмов Хосе Фернандесом, который работал над фильмами «Капитан Америка» и « Бэтмен против Супермена» , но они выполняют гораздо более важную роль, чем просто круто выглядеть! Они защищают экипаж от возгорания или разгерметизации, регулируют температуру и уровень кислорода и индивидуально разработаны для обеспечения комфорта

Их образ был придуман голливудским дизайнером костюмов Хосе Фернандесом, который работал над фильмами «Капитан Америка» и « Бэтмен против Супермена» , но они выполняют гораздо более важную роль, чем просто круто выглядеть! Они защищают экипаж от возгорания или разгерметизации, регулируют температуру и уровень кислорода и индивидуально разработаны для обеспечения комфорта.

SpaceX сохранила детали многих основных технологий в тайне, но представитель отметил, что «шлем изготавливается по индивидуальному заказу с использованием технологии 3D-печати и включает в себя встроенные клапаны, механизмы для втягивания и блокировки козырька, а также микрофоны внутри конструкции шлема».  Предполагается, что материал представляет собой PEKK, вариант PEEK, который обеспечивает высокую термостойкость и химическую стойкость, а также способность выдерживать большие механические нагрузки.

Надеюсь, SpaceX поделится дополнительной информацией о производстве в будущем году. А пока вы можете распечатать собственную копию дома.

• Компания:  SpaceX
• Известная технология:  3D-печать PEKK — подлежит подтверждению
• Следите за: Подробная информация об этом и других наборах космонавтов будет обнародована в 2021 году

Аластер Рейнольдс «Найтингейл» (2006 г.)

Возвышенные человеческие императивы порицают войну во всех ее проявлениях. Но человек — слишком хаотичное и противоречивое существо, чтобы слепо блюсти этот моральный ориентир. Объяснить смысл спасения жизни солдата для того, чтобы он мог пойти дальше убивать и умереть еще раз — сложная задача для рациональной искусственной личности, взрощенной на трех классических законах робототехники им. А. Азимова.

Космический корабль-госпиталь, очевидно, названный в честь британской национальной героини Флоренс Найтингейл, дрейфует где-то в далеком уголке космоса. Всеми забытое судно-призрак, артефакт войны, которая завершилась. Однако на его борту должен находится военный преступник, заслуживающий поимки и трибунала.

Развившись достаточно, искусственный интеллект приходит к вполне очевидным умозаключениям. И чтобы донести свои мысли до создателей, изобретает весьма хитроумный способ.  

Материал «Алон» – новая технология прозрачного алюминия, который в 4 раза тверже, чем кварцевое стекло, и на 85% тверже сапфира

Вы бы хотели прозрачное окно из алюминия, которое нельзя разбить, в отличие от стекла? Это на самом деле мечта, и ученым удалось создать такой материал, который выглядит как стекло, но на самом деле такой же прочный, как алюминий.

Известный как «оксинитрид алюминия», или «ALON», этот керамический материал состоит из алюминия, кислорода и азота. Он имеет прозрачность более 80% и в четыре раза прочнее кварцевого стекла. Surmet, производственная компания, начала разработку материала в 2002 году, и в течение последних 12 лет этот материал использовался в различных коммерческих проектах. Другие свойства материала включают устойчивость к царапинам, высокую прозрачность и отсутствие двойного лучепреломления. 

Данный материал имеет широкий спектр применения. Особенно в областях, где требуется высокая прозрачность и крепость. Например, этот материал можно использовать в военной промышленности, в космической отрасли и энергетике. 

Предисловие

• 1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным автономным научным учреждением «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) совместно с Акционерным обществом «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (АО «ЦНИИмаш») и Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российский институт стандартизации» (ФГБУ «РОТ»)

• 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 «Робототехника»

• 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 августа 2022 г. № 796-ст

• 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Оформление. ФГБУ «РСТ», 2022

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

Какая технология хранения пищи НЕ используется на Международной космической станции СЕГОДНЯ?

Продукты питания — необходимая составляющая жизнедеятельности человека. Для поддержания здоровья человек должен быть обеспечен необходимой суточной нормой витаминов, белков и углеводов вне зависимости от того, где он находится и что делает. Особенно актуально этот вопрос стоит для тех мест, где здоровье человека подвержено опасности, например, для космоса. Существующие технологии не позволяют производить на орбите мясо и выращивать овощи и фрукты в объеме, необходимом для ежедневного питания всех членов экипажа Международной космической станции (до 6 человек), да и сроки хранения такой пищи очень короткие. Вся еда для космонавтов доставляется с Земли, пройдя предварительную обработку для увеличения сроков хранения и уменьшения веса. А какая технология хранения пищи НЕ используется на Международной космической станции СЕГОДНЯ?

Варианты ответа:

• Космонавты не используют сублимированную еду, поскольку сублимация — технологически сложный и дорогостоящий процесс, и использовать его в «космическом питании» слишком затратно
• Космонавты не используют тюбики с едой, поскольку при применении такой технологии обработки продуктов теряются необходимые для космонавтов витамины и полезные вещества
• Космонавты не используют консервированную еду, поскольку в невесомости достаточно сложно изъять еду из консервной банки, не распылив повсюду частички еды
• Космонавты не используют термовакуумную упаковку, поскольку в ней сложно разогревать пищу

Кулответ нашёл правильный ответ: Космонавты не используют тюбики с едой, поскольку при применении такой технологии обработки продуктов теряются необходимые для космонавтов витамины и полезные вещества

КАТЕГОРИЯ: НА ЛУНЕ И НА МАРСЕ

НАСА и китайское национальное космическое агенство CNSA, взяли на себя обязательства по созданию постоянных лунных баз с прицелом на посещение Марса и проживание на нем.

Для жизни и работы в таких удаленных местах требуется больше материалов, топлива и воды, чем реально доставить с Земли. Использование того, что может быть получено на месте, становится жизненно важным — практика, известная как использование ресурсов на месте (ISRU) . Это особенно верно для крупномасштабного жилья и других структур.

Новаторская работа ЕКА заложила многие (напечатанные на 3D-принтере!) основы для структур с использованием « реголита » (тонкие отложения пыли, камней и минералов, обнаруженные на поверхности Луны) еще в 2013 году. Впоследствии НАСА провело серию широко разрекламированных конкурсов на проектирование трехмерных печатных лунных и марсианских жилищ.

Несмотря на то, что до фактического развертывания еще далеко, практические исследования по развитию технологии продолжаются, и мы уже наблюдаем побочные эффекты для наземных приложений.

Программное обеспечение

Как было выше сказано, программное обеспечение роботов выполняет во многом интеграционную функцию между всеми составляющими автомата. Однако не только это. Прогресс в данной области во многом также связан с когнитивными способностями роботов — зрение, машинное обучение. С 2008 г. успешно развивается Open Source проект по созданию открытой операционной системы ROS. Хотя многое еще предстоит сделать в этой части, особенно для того, чтобы приблизить способности роботов к работе с предметами физического мира к способностям человека. Например, элементарная функция складывания носков, на которую у человека уходят секунды, может занимать до 30 мин. у самого продвинутого робота PR2 (рис. 8). Ускорение и повышение качества обработки информации — вот одно из важнейших направлений исследований. Не случайно проходит много робототехнических соревнований, связанных с этими функциями, — от робофутбола до приготовления завтрака.

Рис. 8. Робот PR2 медленно складывает носки

На взгляд автора, именно в отношении разработки специализированного программного обеспечения для роботов и вообще всех видов робототехнических систем есть наибольшие шансы у российских разработчиков. Программное обеспечение необходимо для развития систем компьютерного зрения и понимания роботов, навигации (в том числе и внутри помещений) и машинного обучения с помощью естественных интерфейсов. В России много таких проектов, но упомянем лишь некоторые. Системы компьютерного зрения — VisionLabs; навигация — Indoorgo; понимание естественных языков — Speereo.

Российские роботы

За отечественную робототехнику не стыдно. Многие университетские центры создают русских роботов, которые помогают учёным, солдатам или пациентам.

AnyWalker 

Это многофункциональный помощник и образовательная платформа для разработок следующих поколений. Машина сделана силами групп московского и кубанского вузов, а также компании «Технодинамика».

Модель работает всего на двух опорах, но умеет подниматься по лестницам и открывать двери. Поражает его способность двигаться в условиях низкой проходимости.

«Марибот»

Автономный робот для морских исследований от Самарского университета. Предполагается, что машину можно оставить на дне на целый год. Она будет проводить сейсморазведку, анализировать температуру, состав воды, уровень соли.

У «Марибота» есть надводная часть и подводная, в которой расположен двигатель для преобразования энергии волн. Иными словами, он работает сам, без прямого участия человека

Важное преимущество – отсутствие магнитных полей, которые часто искажают переданную на сушу информацию

R.Bot

Это первый робот в России с онлайн управлением. В машине есть видеокамера, стереодинамики и микрофон. Он вращается по оси, поворачивает голову и передвигаться по местности на трёх колёсах.

Скорость R.Bot от 2 до 5 км/ч, а время работы составляет 8 часов. Он может помогать на презентациях, а ещё быть сиделкой или медсестрой.

Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?

Система тепловой защиты космического челнока в виде плиток, которые могут рассеивать тепло так быстро, что вы можете взять их в руки уже через несколько секунд после того, как они побывали в окружающей среде с температурой 1200 градусов

(Фото 1) Космический челнок «Колумбия» с установленными плитками системы термозащиты (TPS) по всему корпусу шаттла. (Фото 2) Увеличенное изображение плиток. (Фото 3) Блоки материала, используемого в термальных плитках шаттла. 

Космический корабль серии «Спейс шаттл» был одним из величайших инженерных достижений НАСА. Космическому агентству при создании космического корабля пришлось решать неисчислимое количество мелких проблем, чтобы безопасно доставить шаттл в космос. Причем с рядом проблем инженеры никогда ранее не сталкивались, в частности с проблемой сильного нагрева корпуса. Поэтому им нужно было разработать наружную часть челнока устойчивой к жаре. 

НАСА экспериментировало с многочисленными теплоизоляционными материалами для разработки наружной плитки для корпуса космического корабля. В итоге инженеры и ученые разработали изоляционную плитку LI-900. Плитка в основном состоит из кварцевого стекла (94% кварцевый песок + воздух). Внешние плитки шаттла были сделаны с LI-900 и были покрыты белой или черной изоляцией для регулирования различных температур. Стекло кремнезема и воздух являются чрезвычайно плохими проводниками, когда дело доходит до тепла. Это делает их отличными изоляторами, и поэтому они использовались для производства изоляционной плитки челнока. 

В ходе эксперимента во время испытаний плиток LI-900, которые проходили в космическом центре имени Кеннеди, США, их подвергали нагреву до 1200 градусов в печи. Но как только плитки извлекали из духовки, они мгновенно остывали, в результате чего материал можно было взять голыми руками уже через несколько секунд. Все это благодаря тому, что материал LI-900 очень быстро рассеивает тепло.

Кстати, аналогичные изоляционные материалы из оксида кремния применялись и на корпусе российского космического корабля «Буран», который был создан во времена СССР. 

Тимоти Горняк – «Любящие машины: японские роботы в науке и искусстве»

Необычная книга о японской робототехнике, которая пока, к сожалению, не переведена на русский язык. Книга представляет собой публицистические наработки независимого токийского журналиста Тимоти Горняка, который разбирается, что связывает японцев с робототехникой и почему их роботы, как уже существующие, так и отражённые в художественных произведениях, аниме и играх, гораздо миролюбивее американских (хотя и не все). Из его книги можно узнать о первом японском роботе в эпоху Эдо, роботах-футболистах, способных наравне с людьми участвовать в матчах, роботах Исигуро Хироси, один из которых полностью повторяет облик своего создателя, а также о многом другом.

Ракетная лаборатория: двигатели Резерфорд и HyperCurie

Rocket Lab — лидер в области коммерческих запусков спутников. Ее основатель Питер Бек назвал 3D-печать «революционной технологией в космическом двигателе», и он может подтвердить это впечатляющими результатами.

Ракетный двигатель Резерфорд (Rutherford) был впервые испытан в конце 2016 года, и с тех пор было выпущено более 200 моделей, изменивших правила игры. Их камеры сгорания, форсунки, насосы и главные топливные клапаны напечатаны на 3D-принтере с использованием электронно-лучевого плавления. В результате получился простой, надежный и легкий двигатель (всего 35 кг или 77 фунтов), что делает его идеальным для недорогих запусков в космос.  Новые двигатели   компании Curie и HyperCurie, используемые  за пределами земной атмосферы, построены с использованием тех же принципов. Эти двигатели уже привели в действие более 20 пусков. В 2021 году они будут организовывать первую частную лунную миссию по выводу экспериментального навигационного спутника CubeSat на лунную орбиту для НАСА, что станет явным признаком зрелой технологии.

• Компания: Rocket Lab
• Известная технология: электронно-лучевые 3D-напечатные двигатели
• Внимательно следите за: первой частной миссией на Луну в 2021 году и частной миссией по исследованию Венеры в 2023 году — все с использованием двигателей, напечатанных на 3D-принтере.

3. 3D-ПЕЧАТЬ В КОСМОСЕ

НАСА: RAMPT

Собственные усилия НАСА в области 3D-печати немного отстают с точки зрения технологий, но реализуются в гораздо большем масштабе. Их проект Rapid Analysis and Manufacturing Propulsion Technology (RAMPT) продвигает разработку технологий аддитивного производства для 3D-печати огромных ракетных камер сгорания, тяговых камер и сопел. Они могут показаться простыми, но на самом деле они очень сложны и традиционно требуют много времени на изготовление — часто более года.

Например, форсунки двигателя соединены трубками, по которым топливо проходит для предварительного нагрева перед сгоранием. 3D-печать позволяет изготавливать их как единый компонент со всеми встроенными каналами, что позволяет значительно сократить время производства, снизить затраты и облегчить детали.

Среди исследуемых технологий — крупномасштабная 3D-печать методом прямой подачи энергии и порошка (blown-powder directed-energy deposition) и новые пригодные для печати сплавы на основе меди.

Прогресс был быстрым, и мы можем с нетерпением ждем включения разработки в проект Artemis, который вернет НАСА на Луну, в бесконечность и дальше!

• Компания: НАСА
• Известная технология: крупномасштабная печать с прямой подачей энергии и порошка
• Следите за:  объявлениями об использовании в производстве в 2021 году

Звёздная пчела

NASA планирует в скором времени отправить на МКС специфического вспомогательного робота Astrobee. Это куб со стороной в 30 см, который будет летать по станции и помогать космонавтам в проведении опытов в условиях микрогравитации, а также служить дополнительными глазами и ушами для Хьюстона. Этакий порхающий стукачок.

У «Звёздной пчелы» есть даже маленький манипулятор, с помощью которого он сможет где-нибудь швартоваться или что-нибудь держать в время опытов. Робот снимет с космонавтов рутинные задачи по инвентаризации, с помощью RFID-сканера он сможет каталогизировать и обновлять данные о местоположении любых агрегатов и предметов на станции. Также это высокотехнологичное альтер-эго «Лизуна» сможет следить за качеством воздуха и уровнем шума на МКС.

Самовоспроизводство и нанороботы

Автоматизированные фабрики сегодня развиваются в сторону увеличения универсальности. Развитие производственных технологий уже к 2020-2030 годам приведёт к появлению самовоспроизводящихся систем, то есть машин, способным производить собственные копии. Первоначально это будут небольшие настольные фабрики. Это окончательно сделает роботов доступными для всех, поскольку каждая такая фабрика сможет из простых и доступных материалов создать несколько своих копий, стремительно увеличив производственные возможности человечества.

Погрузка ящиков – недостойное человека занятие

К 2015-2020 активно будут использоваться микророботы, размером в сантиметры и миллиметры. Они будут использоваться в медицине, в сельском хозяйстве (как умные сенсоры) и во многих других областях. А лет через 10 получат распространение первые нанороботы (наноботы). Нанороботы смогут выполнять строительство нужных структур из молекул и атомов, что позволит обойтись без специальной подготовки исходных материалов. Это значит, что даже отдельные нанороботы будут достаточно независимыми.

Разведывательная робомуха (будущее)

Нанороботы произведут ещё большую революцию, чем роботы обычные, благодаря своей универсальности и размерам. Так, нанороботы не будут нуждаться в каких-то особых материалах – для производства практически чего угодно они смогут использовать даже воду (состоящую из водорода и кислорода) и воздух (содержащий азот, кислород и углерод в углекислом газе). Нанороботы смогут легко создавать любые, самые сложные и совершенные материалы и продукты с абсолютной точностью. Разумеется, они смогут создавать и свои собственные копии, так что их всегда будет достаточно, чтобы выполнить любые задачи, которые поставит перед ними человек.

Наноробот в кровеносном сосуде (будущее)

Наномашины смогут не только производить, но и чинить, в том числе и клетки человеческого организма. Именно медицинские нанороботы сделают человека не просто нестареющим и неболеющим, но и практически неуязвимым. Множество невидимых нанороботов в форме «конструктивного тумана» заполнят пространство у поверхности земли, готовые по первой мысленной команде человека мгновенно преобразоваться в любой предмет.

А через какое-то время человечество может принять решение о перестройке всей нашей планеты в гигантскую наносистему. Внешне планета изменится мало, но каждая песчинка, каждая капля, каждая крупица материи будет состоять из множества нанороботов и нанокомпьютеров.

Источник http://www.infuture.ru/

Инженер по телекоммуникациям и связи

Без связи с ЦУПом невозможны космические полёты и освоение околоземного пространства. Инженеры по связи и телекоммуникациям обеспечивают бесперебойную работу аппаратуры по запуску и управлению спутников и космических аппаратов, занимаются проектированием и обслуживанием спутниковых коммуникаций, благодаря которым осуществляется передача радио- и телевизионного сигнала по всей Земле. Инженеры по связи участвуют в эксплуатации глобальных систем спутниковой навигации ГЛОНАСС и спутникового позиционирования GPS.

‍

Специалистов по связи и коммуникации в космической отрасли готовят на кафедрах, где изучают спутниковые сети, сети передачи данных, радиоуправление, радионавигацию и радиолокацию.

‍

Где работать: Центр дальней космической связи в Евпатории, АО «Российские космические системы» или в центрах связи предприятия «Космическая связь», ОАО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнёва.

‍

Где учат:

‍

‍

КАТЕГОРИЯ: 3D-ПЕЧАТЬ В КОСМОСЕ

3D-печать в космосе несет в себе свои проблемы и возможности. Технологии, работающие в среде с гравитацией, могут не работать в невесомости. С другой стороны, отсутствие гравитации позволяет найти новые решения, которые могут не работать на поверхности нашей планеты.

Эксперименты с несколькими методами и материалами 3D-печати проводятся на Международной космической станции (МКС) уже более пяти лет. Результаты были очень положительными, поэтому в настоящее время реализуются новые передовые проекты по расширению материалов, возможностей и объема. Есть три основных направления в широкой области, известной как «производство в космосе» (ISM) или «производство на орбите» (OOM).

Первый — использовать 3D-печать для изготовления предметов на орбите, а не запускать их с поверхности. Это снижает потребность в хранении запасных частей и позволяет космонавтам быстрее реагировать на новые требования. Интересный поворот состоит в том, чтобы переработать материалы, в том числе упаковку предметов, отправленных в космос, в сырье (нить), используемое для 3D-принтеров. МКС уже испытала « Рефабрикаторы » на переработку пластика для этой цели.

Во-вторых, производить предметы, для которых печать выгодна без гравитации. Среди наиболее интересных изучаемых направлений — биопечать, где глобулярными формами жидкости можно лучше манипулировать для создания сложных биоструктур, и керамическая печать, где отсутствие гравитационного напряжения при производстве может привести к более прочным изделиям.

Растущий интерес вызывает то, как производить в космосе конструкции, которые слишком велики или хрупки, чтобы выдержать запуск. Крупные предметы, напечатанные в космосе, не должны выдерживать собственный вес или иметь сложные и тяжелые механизмы складывания и развертывания. В сочетании с другими технологиями (например, роботизированная сборка) это ключевой компонент так называемого «обслуживания, сборки и производства на орбите» (OSAM).

Все крупные космические агентства изучают эти области, и в настоящее время ведется много проектов, из которых мы выбрали пять, чтобы выделить ключевые области. Как говорит группа исследований и разработок в области 3D-печати НАСА: «Не бери, сделай это!»

Уроки природы

Конструкторы роботов черпают вдохновение в творениях природы. Хорошим примером тому служит автомат Aramies/Scorpion, разработкой которого также заведует Европейское космическое агентство. Восемь ног позволяют киберу передвигаться подобно скорпиону по очень пересеченной местности и песчаным дюнам.

Aramies/Scorpion разработан в Бременском университете (Германия)

Еще одним примером воплощения в разработках идей, позаимствованных у природы, является EUROBOT. Автомат величиной с человека предназначен для помощи астронавтам в выполнении разных работ на Международной космической станции. EUROBOT сможет передвигаться по обшивке МКС, удерживаться за поручни подобно астронавту и управляться по телесигналу вышедшими в открытый космос членами экипажа.

Не обошлось без природы и при создании прыгающего робота. При размерах даже меньше сорока сантиметров такой автомат способен перепрыгивать препятствия высотой в два метра. Подобное практически неосуществимо на Земле, с ее силой тяжести, зато вполне возможно на Луне или Марсе.

SHRIMP — это ровер Швейцарского федерального политехнического института (EPFL). Он выбран в качестве шасси для SOLERО.

Висентин особо отмечает, что исследователи ЕКА концентрируют усилия на разработках именно для космоса, от которых почти не будет пользы в земных условиях. «Однако, если такое возможно, мы не против использования наших разработок на нашей планете, просто некоторые функции здесь окажутся невостребованными, — говорит глава ESTEC. — Например, для проведения исследований на Земле едва ли кому-либо пригодится робот-биолог, так как даже с применением самых передовых технологий вряд ли автомат сможет добиться результата, сравнимого с усилиями человека, ученого-биолога. По крайней мере, в наши дни. А вот на Марсе кибер не заменим».

Космос накладывает существенные ограничения на свободу мысли роботехников, и с этими ограничениями не сталкиваются разработчики земных автоматов. Слабейшего давления на орбите достаточно, для того чтобы металлические детали сплавились друг с другом, а атомарный кислород вступает в реакцию практически с любым материалом и сводит на «нет» всю охладительную пользу от конвекции для электроники.  Радиация за пределами земной атмосферы тоже отличается от нам привычной: тяжелые частицы нарушают работу электронных приборов и даже выводят их строя. Термические условия в космосе экстремальны: температура среды скачет в диапазоне от -100 до +100 градусов по Цельсию.

EXOMARS станет полевым роботом-биологом на Марсе. Его разработку одновременно ведут две конкурирующие фирмы — EADS Astrium Ltd. и MD Robotics.

То, что роботам приходится выполнять свои миссии на значительном удалении от центра управления, также влечет определенные трудности для разработчиков автоматики. Радиосигналы контроля и мониторинга преодолевают немалые расстояния, что выражается в длительных задержках во время сеансов связи с аппаратами, и это условие исключает возможность телеуправления кибером в реальном времени. Потому космороботы и создаются такими самостоятельными, способными работать без связи с Землей и справляться, по возможности, с любыми возникающими при выполнении миссии проблемами.

24.

Новые горизонты
New Horizons — автоматическая межпланетная станция НАСА, предназначенная для изучения Плутона и его естественного спутника Харона. Запуск осуществлён 19 января 2006 года, с пролётом Юпитера в 2007 году (и ускорения в поле его тяготения) и Плутона в 2015 году. После пролёта мимо Плутона аппарат, возможно, изучит один из объектов пояса Койпера. Полная миссия «Новых горизонтов» рассчитана на 15—17 лет.

«Новые горизонты» покинул окрестности Земли с самой большой из всех космических аппаратов скоростью. В момент выключения двигателей она составила 16.26 км/с (относительно Земли). Полет от Земли до Луны занял у зонда 8 часов 35 минут и проходил со скоростью 58 тыс. км/ч, что является рекордной скоростью для аппарата, запущенного по направлению к Луне. Однако, следует учитывать, что скорость аппарата (в отличие от миссий, ориентированных на спутник Земли) не снижалась для выхода на окололунную орбиту.

Роботы для развлечений

Робот стал не просто быстрым работником, но и превосходным другом. Взрослые и дети совсем не против обзавестись таким механическим товарищем в виде современной игрушки. Прилавки магазинов буквально ломятся от разнообразных новинок, способных танцевать, петь, летать и даже читать на ночь сказки. Но это все, что касается досуга малышей. Игрушки для старшего поколения отличаются более сложными механизмами и огромным количеством встроенных функций. Правда, стоить такие домашние роботы будут значительно дороже. Но разве могут деньги стать препятствием для ценителей радиоуправляемых моделей?

Некоторые устройства стали очень похожими на человека. Как правило, их наделяют возможностями компаньона и более сложным базовым интеллектом. Одним из самых популярных роботов стал гуманоид по имени Теспиан, созданный в Англии. Разработчики превратили его в интересного и смышленого собеседника. Робот способен разыгрывать театральные постановки и с выражением рассказывать стихи, дополняя речь эмоциональной мимикой и жестами.

Самыми высокотехнологичными считаются гуманоидные устройства. Китайские ученые собрали механизмы, которые шутят и удачно поддерживают интеллектуальный разговор. Некоторые модели человекоподобных роботов настолько похожи на живые существа, что порой пугают зрителей своей реалистичностью. Это связано с неконтролируемым чувством страха по отношению к неживому объекту, который выглядит в точности как представитель вершины эволюции.

Природу подобной реакции разгадать сложно. Психологи считают, что где-то на подсознательном уровне человек приходит в ужас от идеально симметричного лица робота гумоноида в сочетании с механическими скованными движениями и речью, лишенной каких-либо эмоций.