Вулканическая активность была важным фактором, сформировавшим облик ближайших к Солнцу планет и спутников газовых гигантов. На сегодня создано множество компьютерных моделей извержения лавы, но все они очень условные. Детали этого процесса остаются загадкой, особенно – физические явления, происходящие на глубине или за пределами Земли. Человек просто не в состоянии протиснутся в узкие скальные трещины, чтобы получить глубинные образцы и снимки даже из потухших вулканов. Теперь сделать это сможет геологический робот VolcanoBot 1, созданный в Лаборатории реактивного движения NASA. Его первой миссией стало изучение кратера Килауэа на Гавайях, но его основной задачей будет исследование древних вулканов на других планетах.

Идея создать специализированного робота для спуска в жерло вулкана принадлежит постдокторанту Кэролайн Парчете (Carolyn Parcheta). В прошлом году она выиграла грант в размере $50 тысяч, нашла единомышленников в Пасадене и принялась за разработку первой модели вместе с коллективом Лаборатории реактивного движения (JPL).

Now little Caroline is in here too ;-)
Кэролайн Прачета и VolcanoBot 1 (фото: nasa.gov).

Робототехник JPL Аарон Парнесс (Aaron Parness) вспоминает, что присутствие Кэролайн в лаборатории помогло взглянуть на известные проблемы под другим углом. “Сотрудничество исследователей и инженеров в такой малочисленной команде привело к появлению многих прекрасных идей, потому что наши взгляды и области знаний так сильно отличались” – комментирует он на сайте NASA.

Обычно от основного, почти прямого вулканического канала отходят более мелкие извилистые, которые на поверхности могут открываться дополнительными кратерами. В теле вулкана второстепенные каналы создают сложную ветвистую структуру из трещин, которые долго оставались недоступными для прямого изучения.

Кэролайн Прачета спускает VolcanoBot 1 в трещину потухшего вулкана (фото: wired.co.uk).
Кэролайн Прачета спускает VolcanoBot 1 в трещину потухшего вулкана (фото: wired.co.uk).

Робот VolcanoBot 1 начал свою работу в мае прошлого года и успел собрать много ценной информации. Его конструкция максимально проста и потому надёжна: всё научное оборудование и осветительные приборы размещаются на одной оси длиной тридцать сантиметров. К оси крепится пара широких колёс диаметром семнадцать сантиметров. На них установлена система адаптивной фиксации Microspin, позволяющая выполнять вертикальный спуск и подъём с остановкой в любой точке. Впервые она была испытана у роботизированного модуля DROP (Durable Reconnaissance and Observation Platform). Её особенности демонстрирует следующий ролик.

Положение VolcanoBot 1 стабилизируется при помощи гироскопа – как у платформы Segway и в модулях марсоходов. Такое сравнение не случайно. На Марсе находится самый крупный в Солнечной системе потухший вулкан Olympus Mons, давно привлекающий внимание исследователей. Большая часть его состоит из трещин, недоступных для изучения крупными АМС уровня Curiosity. У более компактных роботов VolcanoBot есть хорошие перспективы для исследования «Олимпа» и других внеземных вулканов. Глубокие трещины при дистанционном зондировании часто находят на планетах земного типа и естественных спутниках. Вероятно, схожий механизм выброса вещества происходил в древности на Луне, Меркурии, Энцеладе и Европе.

Первый спуск VolcanoBot 1 (коллаж по материалам NASA / JPL / Мatthew Groening).
Первый спуск VolcanoBot 1 (коллаж по материалам NASA / JPL / Мatthew Groening).

«За последние годы NASA получило множество снимков Луны и Марса, на которых видны системы полостей и трещин, характерных для вулканических кратеров, – пояснил Парнесс. – До сих пор у нас не было технологии их прямого изучения. С помощью VolcanoBot мы пытаемся восполнить этот пробел. Пока эти роботы испытываются здесь, на Земле».

В ходе первого испытания VolcanoBot 1 спустился в вулканическую трещину на глубину 25 метров. Дальнейший спуск был ограничен длиной кабелей и страховочного фала – сам робот мог продолжать движение и выполнял трёхмерное картографирование в постоянном режиме. «Это был первый случай прямых измерений структуры потухшего вулкана с разрешением порядка одного сантиметра», – комментирует Кэролайн.

Прототипы VolcanoBot 1 и 2 (фото: NASA / JPL).
Прототипы VolcanoBot 1 и 2 (фото: NASA / JPL).

В марте этого года планируются испытания более легкой и компактной модели – VolcanoBot 2, которая поможет в изучении самых труднодоступных мест. Благодаря использованию новой элементной базы, на новом роботе установили более мощные приводы и приёмопередатчики. Его длину сократили до 25 см, а диаметр колёс уменьшили до 12 см. Также VolcanoBot 2 сможет хранить копию данных в собственной памяти – на случай, если их не удастся передать из-за проблем со связью.