Робот в космосе. Зачем Федор летит на МКС?

Может ли стать робот Федор заменой астронавтов в будущем и каковы его перспективы вообще — главные вопросы, которые беспокоят многих. О том, каковы перспективы данного проекта, АиФ.ru рассказал доктор технических наук, действительный член Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского, научный руководитель АО «НПО Андроидная техника» по космической робототехнике Игорь Сохин. 

АиФ.ru: Игорь Георгиевич, зачем робот Федор летит на МКС?

Игорь Сохин: Известие о том, что российский антропоморфный робот FEDOR («Skybot F-850») вскоре отправится на международную космическую станцию, стало резонансной новостью, получившей широкий отклик в информационном пространстве. Для многих этот факт был столь неожиданным, что появилось множество полярных комментариев и оценок. Часть информационного сообщества рассматривает это событие как пиар акцию — ни больше, ни меньше. Другая часть считает робота Федора заменой космонавтов в перспективных космических полетах — в частности, ему отведена роль пилота на транспортном корабле «Союз МС-14». В этой связи американский астронавт Скотт Келли вынужден был вмешаться в дискуссию и заявить, что «роботы могут выполнять некоторые задания, но не смогут заменить человеческую природу». Что же происходит на самом деле, без преувеличений и предубеждений? Действительно, Роскосмосом проводится первый этап космического эксперимента «Испытатель» по отработке роботизированной поддержки деятельности космонавтов в перспективных космических полетах. 

Что представляет собой робот для МКС «Федор», которого показали Путину? Подробнее

— Как родилась идея эксперимента?

— Этот космический эксперимент не возник случайным образом. Ему предшествовал солидный научно-технический задел, полученный в результате почти десятилетних научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по отработке взаимодействия космонавтов с роботами-андроидами.

— Зачем нужен такой эксперимент?

— Прежде всего следует определиться, нужно ли России развивать пилотируемую космонавтику, оставаясь великой космической державой.

Перспективы развития российской пилотируемой космонавтики до 2050 года отражены в ее Концепции. Основные положения Концепции следующие.

Пилотируемая космонавтика в настоящее время переживает переломный период практически во всех экономически развитых странах. Успехи в космической области свидетельствуют об экономической и духовной зрелости общества. При этом достижения пилотируемой космонавтики наиболее ярко иллюстрируют эту закономерность. 

Пилотируемая космонавтика отражает прежде всего уровень развития и совершенство организации научно-технической и производственно-технологической деятельности по созданию сложной техники, обеспечивающей существование человека в экстремальных условиях — условиях космического полёта. Поэтому все «космические» страны наращивают свои возможности по выполнению пилотируемых полётов более сложного содержания, чем полёты на международную космическую станцию. Не исключение здесь и Россия.

Проникновение человека в космос можно охарактеризовать тремя основными стадиями: исследование, освоение и использование. Указанные стадии имеют эволюционную связь, границы между ними носят условный характер. Их наличие объективно и характерно для любой человеческой деятельности. Средства, используемые на разных стадиях, также отличаются друг от друга. На стадии пионерских исследований в космосе основная роль отводится автоматическим космическим аппаратам и роботам. 

Освоение предусматривает непосредственное присутствие в космическом пространстве человека, деятельность которого позволяет определить рациональные пути и направления использования новой среды обитания. Пилотируемая космонавтика относится прежде всего к стадии освоения космического пространства и является её доминирующим средством.

Целью освоения является обеспечение гармоничного перехода от исследований космического пространства к его использованию.

Новые направления пилотируемой космической деятельности находятся в более удалённом, чем низкие околоземные орбиты (НОО), пространстве. Возможными объектами дальнейшего исследования и освоения являются Луна, астероиды, Марс.

Капсула для марсиан. Как собираются осваивать Красную планету? Подробнее

Однако с учётом технологических проблем, которые необходимо решить в рамках пилотируемых полётов к этой планете, освоение Марса, а тем более его практическое использование, в предстоящие 20-30 лет представляется экономически нереализуемым и крайне опасным предприятием.

Пилотируемый полет к астероидам (прежде всего из групп Амура, Атона и Аполлона) является весьма сложной, но, по сравнению с полётом к Марсу, более реализуемой задачей. Отсутствие атмосферы и малая гравитация упрощают задачу посадки и покидания астероида. Тем не менее, полет к астероиду также сопряжен с необходимостью решения задачи сверхдлительных перелётов со сложной межпланетной баллистикой, активной динамикой сближения с вращающимся астероидом, длительным радиационным воздействием.

— Какой объект для освоения наиболее перспективен?

— Освоение Луны оценивается как наиболее реальная задача. Луна находится в трёх сутках полёта от Земли. Она лишена атмосферы, что позволяет рассматривать её как уникальную платформу для астрофизических исследований, размещения крупногабаритных конструкций любого назначения. Луна обладает важными с точки зрения человеческой деятельности природными ресурсами — запасами кислорода, водорода, воды, азота, гелия, титана, алюминия и других веществ. Российская академия наук рассматривает Луну как перспективный и первоочередной объект для проведения научных исследований. Не разовая высадка, а создание обитаемых (посещаемых) лабораторий и соответствующей инфраструктуры на Луне станет новой эпохой в изучении и освоении космического пространства. Полёты на Луну позволят отработать технологии, необходимые для реализации экспедиций на Марс и строительства напланетных сооружений.

В перспективе до 2050 года стратегическими значимыми целями пилотируемой космонавтики являются:

1. Дальнейшее обеспечение присутствия человека на низких околоземных орбитах, гарантирующее эффективное использование этой области космического пространства, расширение круга специалистов, непосредственно участвующих в космической деятельности, а также создание задела для выхода человека за пределы околоземного космоса.

2. Освоение Луны — стратегически важного природного спутника Земли, находящегося в доступном околоземном пространстве, обладающего запасами важных для жизнедеятельности человека ресурсов, предоставляющего уникальные возможности для проведения широкого спектра научных исследований и технических экспериментов, а также ценнейшим объектом для научного изучения.

3. Создание технологического задела и осуществление межпланетных перелётов к Марсу и ближайшим астероидам. Детальные исследования Марса роботизированными аппаратами. Начало реализации межпланетных пилотируемых полетов.

Для обеспечения достижения отмеченных стратегических целей должны быть разработаны, в частности, следующие ключевые технологии:

• робототехнические системы для операционной поддержки космонавтов в условиях орбитального полёта;
• технологии роботизированной и транспортной поддержки деятельности космонавта на поверхности Луны.

— Федор не обычный робот. Почему именно такая модель была выбрана?

— Антропоморфные роботы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами робототехнических систем при выполнении тонких манипуляций в техногенной среде обитания человека (на орбитальных станциях, в инфраструктуре обитаемых или посещаемых лунных баз). Во-первых, это их универсальность. Способность человекоподобных роботов пользоваться ручными инструментами, подавать и придерживать предметы, а также выполнять множество полетных операций, изначально спроектированных для человека, открывает широкие перспективы их использования как помощников космонавтов. Это позволит возложить на роботов-помощников экипажа часть рутинных полетных операций по обслуживанию элементов перспективной системы средств обитания (ПССО) — инфраструктуры напланетного и космического базирования, обеспечивающей выполнение полного спектра целевых функций пилотируемой космонавтики. Выполняя эти операции роботами-помощниками в автоматическом режиме, можно существенно увеличить время экипажа, отводимое для решения творческих, научных и прикладных задач, проведения исследований и экспериментов в космосе.

Привез тульские пряники. Чем магнитогорский робот Федор займется на МКС Подробнее

Мобильные роботы-андроиды могут также использоваться для выполнения особо опасных операций внекорабельной деятельности, инспекции аварийных или опасных объектов. Другим важным направлением использования роботов-помощников может стать поддержание работоспособности посещаемых НОО станций, лунных орбитальных станций, лунных баз, а также проведения аварийных и ремонтно-восстановительных работ при отсутствии на них экипажа. Как показывает опыт эксплуатации НОО станций, на беспилотных участках их полета могут возникают нештатные ситуации, которые могут быть устранены только человеком. 

Например, известен случай потери управляемости станции «Салют-7», когда станция перестала воспринимать команды Центра управления полетами и неизбежно «упала» бы на Землю. Потребовалось определенное время, чтобы снарядить и отправить на станцию экипаж для ее реанимации. Но время было упущено, ситуация резко ухудшилась, и потребовались героические усилия космонавтов В. А. Джанибекова и В. П. Савиных, чтобы восстановить работоспособность станции. Ожидается, что применение антропоморфных роботов-помощников, телеуправляемых с Земли в копирующем режиме, позволит обеспечить работоспособность таких удаленных объектах, как посещаемые орбитальные станции в дальнем космосе и напланетные базы.

Таким образом, проведение космического эксперимента «Испытатель» является важным шагом на пути отработки перспективных технологий освоения дальнего космоса.