Современные роверы движутся крайне медленно — всего 500–1000 футов в час (примерно длина трёх футбольных полей). Они передвигаются короткими рывками, после чего надолго останавливаются. Это мучительно медленный процесс.
В NASA знают, что технически аппараты способны двигаться быстрее. Проблема не в колёсах, а в «мозгах». А точнее — в том, что эти «мозги» находятся в 200 миллионах миль от Марса, в Пасадене.
Знакомьтесь: ERNEST (Exploration Rover for Navigating Extreme Scaled Terrain — Ровер для исследования экстремальной рельефной местности).
Это миниатюрный прототип длиной около 4 футов. На вид он похож на гибрид робота Валли-И и дробилки для горных пород. У него четыре сетчатых колеса без гусениц. Они могут наклоняться и подниматься, как будто аппарат встает на цыпочки.
Во время недавнего испытания ERNEST подъехал к куче валунов, перед которой остановились бы «Perseverance» или «Curiosity». ERNEST просто переехал через них. Без команды с джойстика. Без звонка в центр управления полётами. Он самостоятельно оценил препятствия, перераспределил вес и продолжил движение.
Вы можете спросить: «Почему это важно?»
Представьте себе марсоход «Perseverance» на Марсе прямо сейчас. Он останавливается. Ждёт инструкций. Проезжает несколько дюймов. Опять ждёт. Это тотальный микроменеджмент. Задержка сигнала между Землёй и Марсом означает, что команда идёт в одну сторону несколько минут. К тому времени, как инженеры увидят фото препятствия, которое аппарат уже заметил и объехал, окно для реакции давно закрылось.
«Интеграция искусственного интеллекта и автономного ПО — это будущее внеземных роверов, поскольку она фундаментально преодолевает задержки связи». — Ашиш Гол, исследователь-технолог JPL
Гол говорит прямо: «Perseverance» проезжает значительно большие расстояния, чем «Curiosity». Почему? Не из-за лучших колёс. А благодаря лучшей автономности.
Главная цель — миссия «Endurance» («Выносливость»).
Это пока лишь концептуальное исследование, а не финансируемая миссия, но NASA рассматривает её. «Endurance» — это лунный ровер, который должен преодолеть от 1200 до 2000 миль на Луне в течение четырёх лет.
Для этого ему нужно двигаться со скоростью 2,5–4 мили за каждый земной сутки. Столько же проезжает «Perseverance» за год. «Endurance» должен продолжать движение, даже если Земля «замолчит».
Есть три проблемы, которые усложняют задачу:
- Пропускная способность. Передача изображений потребляет радиоресурсы. Нельзя запрашивать разрешение на каждый поворот налево, пересекая кратеры размером с континент.
- Расписание. Центр управления полётами не отправляет этим аппаратам ежедневные текстовые сообщения. Загрузка команд происходит раз в несколько недель. Ежедневное «руководство» не вписывается в график.
- Окружающая среда. Лунная ночь длится 14 земных суток. Температуры колеблются в огромных пределах. Освещение меняется радикально.
Текущие роверы впадают в спячку или отключаются во время долгой лунной ночи. «Endurance» не может этого делать. Он должен выживать в холоде. Самостоятельно управлять нагревом. Контролировать собственное состояние. И просыпаться готовым к движению.
«Частота аномалий должна быть достаточно низкой, чтобы максимизировать среднее расстояние между вынужденными остановками». — Статья конференции IEEE Aerospace Conference 2025
Если роверу нужно «звонить домой» при каждой пробитой шине или застрявшем колесе, математика не сходится. Расстояние между вынужденными остановками становится ключевым показателем успеха.
ERNEST — это репетиция будущих миссий.
Инженеры сначала создали модели в половинном масштабе. Они запускали их в песочницах с искусственной лунной пылью. Протестировали 11 различных конструкций подвески. В итоге остановились на варианте, который умеет «приседать», наклоняться, «ходить» и распределять вес при мягком грунте.
Затем подключили ИИ.
Обучение с подкреплением. Это вид искусственного интеллекта, который учится методом проб и ошибок — подобно малышу, осваивающему ходьбу, но без истерик. Лаборатория симуляций JPL создала цифрового двойника ERNEST. Обучила его реальными данными из аппаратных тестов. Затем позволила ему «ездить» виртуально — тысячи часов.
Цифровая практика даёт результат. «Мозг» загрузили в реальный шасси. Затем настоящий ровер вышел в «Mars Yard» — полосу препятствий внутри здания в Калифорнии. Песчаные дюны. Обломки. Ступени. Крутые склоны.
ERNEST сам решал, когда поднять колесо, когда двигаться боком «крабьей походкой» и когда объехать сложное место.
Но колёса — лишь часть дела. Не менее важны «глаза».
Освещение на Луне безжалостно. Солнечный свет ослепительно бьёт в одну сторону скалы, пока другая погружена в кромешную тьму. Нет атмосферы, которая рассеивала бы свет, как на Земле. Нет голубого неба. Нет мягких теней. Камеры фиксируют ослепляющую яркость и полную темноту в одном кадре. Восприятие глубины пропадает.
Будущим роверам нужны более чуткие «глаза»: улучшенные камеры, фары, лазерное 3D-сканирование. Встроенному ИИ нужны чистые данные для принятия решений о рулении. Если он не видит края кратера, он не сможет решить, как избежать падения.
Мы создаём машины, способные мыслить самостоятельно. Потому что ждать больше нет возможности. Особенно когда фронт исследований находится в 200 миллионах миль от пустоты космоса.
