Astrobee — система из трех роботов для поиска носков космонавтов и уборки космической станции

В какой-то момент не слишком отдаленного будущего NASA хочет вывести на орбиту вокруг Луны постоянную космическую станцию под названием Gateway. В отличие от Международной космической станции (МКС) с постоянными жителями-космонавтами, Gateway будет в основном транзитным путем, плацдармом для космонавтов, направляющихся на поверхность Луны или, в конечном счете, на Марс. 

NASA ожидает, что Gateway большую часть времени будет оставаться пустой (команда будет находиться на станции всего шесть недель в году), но она должна быть готова приветствовать космонавтов всякий раз, когда они будут прибывать, предлагая им безопасное, теплое и заполненное воздухом пространство. Но кто же будет сохранять космическую станцию в чистоте и порядке? Роботы!

Во время испытаний маленький робот в форме куба умело перемещался по станции, чтобы найти место, обозначенное как «вентиляционное отверстие», используемое для циркуляции воздуха в кабине, и использовал компьютерное зрение для автоматического обнаружения постороннего объекта, блокирующего это отверстие, — «носка космонавта» в виде печатного изображения носка. 

Затем робот Bumble выполнил обследование шестого отсека японского исследовательского модуля космической станции, построив мультисенсорную трехмерную карту высокого разрешения. Во время этого путешествия робот выяснил, что натыкается на блуждающие кабели и распутывает их, а также справляется с имитированными прерываниями связи космос–земля. В конечном итоге он выполнил поставленные задачи при небольшой своевременной помощи наземных операторов. 

Цель проекта NASA Integrated System for Autonomous and Adaptive Caretaking или ISAAC заключается в том, чтобы автономные системы, уже находящиеся на борту космических станций (например, система жизнеобеспечения, система питания), работали с мобильным автономным или полуавтономным роботом для управления любыми ситуациями, требующими физического вмешательства. 

NASA использует в качестве примера удар микрометеороида: единственный способ справиться с этим — найти, где находится дыра, схватить заплатку и закрепить ее. Это означает, что роботизированная система должна уметь перемещаться и манипулировать объектами. 

Даже со своими маленькими руками роботы Astrobee на самом деле не предназначены для стольких манипуляций, поэтому им почти наверняка понадобится помощь, чтобы поддерживать пустую космическую станцию в рабочем состоянии. Вероятно, часть этой помощи они получат от «Робонавта 2», который может в 2021 году вернуться на МКС, чтобы возобновить тестирование, в котором он участвовал до столкновения с некоторыми проблемами. 

Однако после возвращения на станцию с прикрепленными ногами R2 начнет передвигаться и выполнять (очень медленно и осторожно) многие из тех задач, что и космонавты. Это всегда было одной из целей R2, хотя на Gateway он будет выполнять работу вместо космонавтов, а не вместе с ними. Есть и другие роботы, которые потенциально могут присоединиться к проекту ISAAC, например рука GITAI, которая пройдет испытания на МКС после участия в следующем полете SpaceX.

Команда ISAAC уже участвует во втором этапе испытаний на борту станции, которое фокусируется на управлении несколькими роботами при транспортировке грузов между космической станцией без экипажа и грузовым кораблем без экипажа. В дополнение к тестированию исследователи добавляют улучшенный интерфейс оператора для упрощения управления системами роботов. 

На третьем, заключительном этапе тестирования, ученые предложат ISAAC еще более сложные сценарии неисправностей, такие как имитация утечек воздуха в кабине или пожара, а также разработает надежные методы реагирования на аномалии, возникающие при реагировании на эти смоделированные кризисы. 

В то время как МКС и Gateway будут достаточно близко к Земле, чтобы люди могли вмешаться при необходимости, ISAAC в долгосрочной перспективе продвигается к той повышенной автономности роботов, которая понадобится для исследования Марса. В идеале, к тому времени, как люди доберутся до «красной планеты», там будет база, полностью подготовленная к работе, а роботы будут выполнять тяжелые поручения. 

По сути, Astrobee — это новая свободно летающая роботизированная система (три робота-напарника), которая поможет космонавтам сократить время, потраченное на рутинные обязанности, позволив им больше сосредоточиться на вещах, которые могут делать только люди. Роботы предназначены для выполнения таких задач, как инвентаризация, документирование экспериментов, проводимых космонавтами, перемещение грузов по станции. 

Система Astrobee состоит из трех кубовидных роботов, программного обеспечения и док-станции, используемой для подзарядки. Роботов назвали Honey, Queen и Bumble. Они будут играть важную роль в миссии NASA на Луне и других миссиях в дальнем космосе. Такие системы, как Astrobee, могут стать смотрителями космических кораблей будущего, работая над контролем и поддержанием бесперебойной работы систем, пока экипаж отсутствует.