Curiosity — ралі на Марсі

Curiosity — ралі на Марсі
Оценить

Апарат НАСА створили за комп’ютерних технологій провідних автовиробників

Приблизно за місяць до успішної посадки на Червону планету марсохода Curiosity на авіасалоні в англійському Фарнборо було оголошено: апарат розробили в Лабораторії реактивного руху (JPL) НАСА за допомогою програмного продукту компанії Siemens AG. А за даними спеціального підрозділу Siemens PLM
Software, 15 з 16 найбільших світових автовиробників користуються софтом від знаменитої німецької фірми для так званого управління життєвим циклом вироби (PLM). Тобто в американського марсохода автомобільні гени не лише тому, що пересувається він на колесах.

Управління життєвим циклом вироби — поняття куди більш широке, ніж автоматичне проектування цілого автомобіля і його окремих елементів. Найпростіше, що може зробити система, — оцифрувати дизайнерські ескізи і довести до досконалості зовнішні обводи машини й інтер’єр. Тобто обійтися без традиційних макетів у масштабі і у натуральну величину. Детальна візуалізація проекту дозволяє за миті змінити форму будь-якого елементу машини, домогтися кращої аеродинаміки, технологічної простоти і міцності. Знову-таки без прокладки на макеті реальних електричних кабелів, джгутів і трубопроводів
система автоматичного проектування (САПР) віртуально вирішує і цю найскладнішу
задачу. Більш того, комп’ютер не тільки конструює деталі, вузли і цілі агрегати, але й видає діючу просторову анімацію, розраховує складові на статичну і динамічну міцність, рекомендує, з яких матеріалів їх треба виготовити, і, нарешті, видає робочі креслення.

Віртуально створене проходить настільки ж віртуальну перевірку в будь-яких заданих умовах. З урахуванням реальних навантажень, в тому числі інерційних, вібраційних, температурних, фрикційних і тому подібних. Що економить масу часу і грошей, які довелося витратити на розробку, виготовлення і тестування дослідних зразків.

Як вважають в НАСА, завдяки програмному продукту Siemens термін створення реального вироби коротшає вдвічі. Так, наприклад, за незначне час марсохід Curiosity скоєно вісім тисяч віртуальних посадок на Червону планету, і саме в тих умовах, що штучно створені програмою.

В принципі, комп’ютеру все одно, яку машину розробляти, випробовувати, перевіряти. Однак якщо автомобіль можна перевірити в реальних умовах
експлуатації, то марсохід, переборює по шляху до поверхні планети величезні перевантаження, вібрацію і вплив наднизьких температур, таким чином не відчуєш.

Отже, які ж умови, характерні для роботи апарату на Марсі, заклали в софт і відтворили на комп’ютері? Щоб побудувати машину з відмінною прохідністю, треба врахувати дані, здобуті космічним зондом Viking. Це дуже кам’янисті простори, круті — до 30-35 градусів — схили з матеріалу, що нагадує пісок. Кращим рушієм для такої машини в роки створення Curiosity вважалося колесо, до розробки якого, до слова, доклали руку фахівці з Німецького центру авіації та космонавтики в Бремені.

Комп’ютер підтвердив, що оптимальна схема шасі — шестиколісний. У кожного колеса, приводиться в обертання індивідуальним електромотором, незалежна підвіска з великим вертикальним ходом. За розрахунками, Curiosity повинен
долати перешкоди висотою до 75 сантиметрів. Якщо перешкода — камінь, наприклад — вище, не варто лізти на рожен і краще здати назад. Значить, треба передбачити задній хід, благо реалізувати таку функцію на електромобілі дуже просто. Зрозуміло, марсохід повинен вміти маневрувати, і тому передні
колеса отримують по додатковому, кермовому, електромотора. З такою системою управління апарат здатний, стоячи на місці, розвертатися на 360 градусів.

Силова установка. Вона повинна бути потужною, але не настільки, щоб не вписатися в надзвичайно жорсткі вагові обмеження. Забезпечувати швидкість руху 900-кілограмового марсохода до 90 метрів на годину, служити не менше 89 тижнів і гарантувати подолання за два роки близько 20 кілометрів. Що вдвічі більше того
загального відстані, що пройшли по Марсу всі попередники Curiosity. А ще енергетичній установці належить живити електрикою безліч наукових приладів, бурильне пристрій, двометрову руку-маніпулятор, здатну піднімати вантаж масою до 100 кілограмів, і підтримувати усередині апарату прийнятну робочу температуру. Від традиційних сонячних батарей довелося відмовитися через запиленості атмосфери, тому вибрали плутонієвий міні-реактор, розрахований на роботу протягом 14 років. Але і це не граничний термін «життя» силового агрегату. Подбавши про далеке майбутнє, творці Curiosity заклали в реактор 40-річну здатність захищати «нутрощі» марсохода від космічного холоду. А також можливість стикуватися, в тому числі і енергетично, з іншими механічними посланцями із Землі.

Рекомендуємо

Новини автора: Dimokk