Кратко:
- Высокая стоимость доставки грузов в космосе подтолкнула NASA к разработке самореплицирующихся роботов из метаматериалов.
- Идея самовоспроизводящихся роботов была впервые предложена Джоном фон Нейманом в 1940-х годах, но только сейчас с передовыми технологиями эту идею можно реализовать.
- Исследователи предложили использовать воксели, из которых можно автономно собирать различные устройства и постройки с помощью роботов.
Вопрос колонизации планет ближнего и далёкого космоса сейчас будоражит умы ведущих инженеров, исследователей и мечтателей, но помимо очевидных трудностей с технологическим уровнем развития, из-за которого лететь к ближайшей экзопланете придётся сотни лет, существует ещё и более практическая проблема. В рамках миссии Perseverance оказалось, что стоимость доставки 1 килограмма полезной нагрузки на Марс составила 2,4 миллиона долларов. И если на «Красной планете» нужно будет построить целую базу, доставить припасы, снаряжение и аппаратуру, то цена будет астрономически высокой.
В NASA нашли способ решить проблему дороговизны доставки всего вышеперечисленного в далёкие уголки космоса — вместо того, чтобы доставлять массу различных роботов, систем и инструментов, специалисты предложили разработать и отправить в путь «швейцарский нож» от мира роботов. Данное предложение на самом деле сложно назвать новым, потому что концепция «нулевой массы» появилась ещё в 1940-х годах, но тогда это были лишь мечты уровня научной фантастики. Теперь же, по словам исследователей, опубликовавших статью в журнале Science Robotics, человечество подошло максимально близко к эксплуатаци метаматериалов. Это материалы, которых в природе не существуют (их синтезируют в лабораториях), и они позволяют формировать передовые инженерные системы, которые сами по себе воспроизводятся и поддерживают своё существование в окружающей среде.
«Технология перепрограммируемых метаматериалов продвинулась настолько, что мы можем начать думать о подобных вещах. Пока что эта технология не может сделать всё то, что нам нужно, но она может сделать очень много из того, что нам нужно», — заявил Кристин Э. Грегг (Christine E. Gregg), специалист из NASA.
С целью подтвердить реальность данной идеи специалисты из NASA построили 256 воксельных блоков — это сверхпрочные 3D-структуры, которые изготовили из армированного углеродными волокнами полимера StattechNN-40CF. У каждого из изготовленных блоков имеются специальные интерфейсы на каждой из сторон, чтобы их можно было использовать для присоединения к другим блокам с целью сформировать прочную ферменную структуру.
«Мы взяли эти воксели в рюкзаки и построили лодку, убежище, мост, по которому можно было ходить. Рюкзаки весили около 18 килограммов. Без подобной технологии вы бы даже не подумали о том, что в рюкзак можно поместить лодку и мост. Но главное в этом исследовании то, что мы реализовали эту реконфигурируемую систему автономно с помощью роботов», — добавила Кеннет К. Чунг (Kenneth C. Cheung), исследователь NASA.
Безусловно, до реализации затеи ещё очень далеко, потому что мост или убежище это не робот, способный построить целую базу без дополнительных ресурсов. Но это начало, которое в будущем позволит колонизировать ту же Луну или Марс с меньшими затратами на доставку чего-либо.
