Страница 4 из 16
Одна из самых многообещающих экспедиций планируется на Европу — покрытый льдом спутник Юпитера. В 2015–2020 годах НАСА собирается отправить туда космический аппарат «Криобот». «Все оперативное руководство экспедицией решено возложить на систему искусственного интеллекта «Римоут Эйджент», которая выполнит три основные функции по управлению космическим аппаратом — планирование предстоящих действий, защита от сбоев и адаптивное выполнение полетной программы — без вмешательства человека», — пояснил специалист по космическим операциям Тим Фернисс.
При этом подсистема «Планировщик» будет анализировать запланированную программу полета на несколько недель вперед. Главным в этой программе является распорядок работы систем аппарата и распределение энергоресурсов. Если какой-то из узлов аппарата работает не так, как ожидалось, система зарегистрирует факт изменений и внесет поправки в алгоритмы действий.
На схеме субмарины Endurance цифрами обозначены:
1 — система регулировки плавучести и система аварийного всплытии; 2 — боковые и вертикальные сопла; 3 — магнитные индукционные катушки; 4 — транспондер для передачи данных; 5 — литий-ионный аккумулятор; 6 — устройство для взятия образцов и оптические датчики; 7 — сонар переднего обзора; 8 — датчик донного анализатора; 9 — сонар бокового обзора; 10 — сопла движителей; 11— системы управления навигацией и сбором данных; 12 — донный анализатор; 13 — магнито-индукционная система; 14 — доплеровский сонар; 15 — спускаемый на тросе анализатор; 16 — цифровая видеокамера и подсветка для нее; 17 — корпус.
Подсистема защиты от сбоев, носящая название «Ливингстон», исполнит роль виртуального главного инженера экспедиции. Название дано ей в честь сэра Дэвида Ливингстона, ученого и путешественника, который заботился в своих странствиях не только об исследованиях, но и о здоровье исследователей.
Третья часть системы «Римоут Эйджент» — «Умный исполнитель» — действует подобно старшему помощнику на корабле. Она выполняет планы, составляемые «Планировщиком» и «Ливингстоном», выдавая конкретные команды исполнительным органам аппарата. Затем наступит очередь действовать самому аппарату «Криобот». Он совершит посадку на Европу, пробурит ледовый панцирь и выпустит в воду, наличие которой предполагается под ледяной поверхностью Европы, миниатюрный подводный зонд «Гидробот».
Снимки находящегося на орбите Юпитера аппарата «Галилей» показывают, что лед на Европе постоянно ломается из-за чудовищных по силе приливов, вызываемых гравитацией Юпитера. Ученые считают, что в результате этих процессов лед испытывает механический нагрев, и под его поверхностью может находиться незамерзшая вода.
Ученые рассчитывают, что толщина ледно-водного покрова Европы может составлять порядка 100 км, из которых 50 км — вода в жидком состоянии. Она может оказаться достаточно теплой для того, чтобы в ней могли существовать примитивные формы жизни.
Проект экспедиции разработан в Лаборатории реактивного движения НАСА (Пасадена, штат Калифорния) и оценивается примерно в 250 млн. долларов. Исходя из него, на «Криоботе» будет установлен расплавляющий бур длиной 1,2 м (4 фута), подобный тем, что используют полярные исследователи на Земле. Нагревающаяся буровая головка будет проплавлять во льду скважину, углубляясь со скоростью порядка 1 м в сутки. Тепло будет вырабатываться за счет действия бортового ядерного реактора.
Пройдут недели, а может, и месяцы, пока бур достигнет воды и в нее будет выпущен маленький подводный зонд. «Гидробот» начнет свое путешествие в водных глубинах, освещая себе путь мощным прожектором. Предполагается, что он сможет действовать в радиусе 800 м от «Криобота».
Миниатюрная телекамера и химические датчики будут искать следы жизни. Пробы воды поступят в экспресс-лабораторию, которая определит, имеются ли в жидкости вещества, необходимые для жизни — углерод, азот, фосфор и сера. При необходимости эта лаборатория может выполнить даже люминесцентный анализ на наличие в воде ДНК.
Помимо этого, на «Гидроботе» установят подводный микрофон, который позволит прослушивать звуки вулканической активности, термометр и сканирующий гидролокатор. Возможно, взятые пробы будут доставлены на «Криобот» для более подробного анализа.
Технологии, которые станут применяться в будущей экспедиции, прежде пройдут тщательные испытания на подледном озере в Антарктиде, где, по мнению ученых, условия близки к существующим на Европе.
В октябре нынешнего, 2008 года здесь, в озере Бонни, планируется испытание космической субмарины Endurance — прототипа будущего «Гидробота». На 2009 год планируется еще одно погружение, возможно, уже в озеро Восток.
Об озере Восток мы уже писали (см. «ЮТ» № 2 за 2008 г.). Поэтому несколько слов об озере Бонни. Оно имеет 4 км в диаметре, до 40 м в глубину и укрыто слоем льда толщиной около 4 м. Ученые пробурят ледяной панцирь с помощью экспериментальной установки, использующей в качестве бура струю горячей воды. Оказавшись подо льдом. Endurance составит трехмерную карту озера и смежных с ним ледников. Параллельно бортовые анализаторы будут исследовать воды на предмет наличия микроорганизмов.
Endurance будет плавать у самой поверхности, чтобы не потревожить обитателей озера шумами винтов аппарата. Первые девять часов лодка будет работать полностью автономно, не получая никаких указаний со стороны людей. Ну, а затем, по мере надобности, программа исследований может быть скорректирована.
С. СЛАВИН
СОЗДАНО В РОССИИ
Текстильщики в космосе
Испокон века портные решают задачу, как поизящнее обернуть тканью или кожей человеческую фигуру. Сейчас в решении подобных задач принимают участие математики и технологи. И речь не только об одежде. Впрочем, обо всем по порядку.
Одним из первых в мире задачу покрытия геометрических тел сложной формы тонкой пленкой попытался решить знаменитый российский математик П.Л. Чебышев. Говорят, когда в 1856 году он решил прочесть популярную лекцию на эту тему, в зале собралось столько народу, что, как говорится, яблоку было негде упасть.
В первых рядах присутствующих оказались все самые модные портные Петербурга. Однако уже после первой фразы лектора: «Давайте для простоты представим, что человеческое тело представляет собой идеальный шар», — большинство из них встали со своих мест и направились к выходу. Уж кто-кто, а они прекрасно знали, что если тела их клиентов и приближаются иной раз к шару, то все равно они далеко не идеальны.
Как показало дальнейшее развитие нашей истории, тогда все поторопились. Профессор Чебышев поспешил обнародовать свою теорию, не доведя ее до практического применения, а портным стоило все же дослушать профессора.
Впрочем, проку от его теории было и в самом деле тогда немного. Должно было пройти более полувека, прежде чем математические методы постепенно стали проникать в портняжное ремесло. В немалой степени тому способствовала индустрия массового пошива. Сначала математики помогли портным разобраться, лекала каких размеров и ростов они должны иметь в своем арсенале, чтобы в магазине готового платья каждый человек мог подобрать себе одежду по фигуре.
Потом с помощью математиков портные стали разрабатывать системы автоматического, в том числе и лазерного, обмера клиентов, постепенно отказываясь от традиционного портновского сантиметра.
Наконец, в последние десятилетия дизайнеры стали подсказывать кутюрье, как нужно кроить, чтобы разрабатываемая ими одежда была не только модной, но и технологичной — прежде всего содержала поменьше швов. И сейчас, например, на кафедре технологии швейного производства Московского государственного университета дизайна и технологии (МГУДТ), которой руководит профессор Е.Г. Андреева, можно увидеть трикотажные платья, у которых вообще нет ни единого шва. Более того, тканые технологии постепенно проникают и в такие отрасли производства, где раньше об их применении никто и слыхом не слыхивал. Взять хотя бы… авиацию.