NASA и роботы для Луны: как автоматизация поможет в освоении спутника

Программа Artemis — международная инициатива NASA, созданная для отправки человека человека на Луну и создание устойчивой базы для жизни на ее поверхности. Задачи комплекса включают также подготовку к будущим миссиям на Марс. Название программы символично: оно отсылает к Артемиде, греческой богине Луны и сестре Аполлона — его имя носила первая лунная программа США.

Основные цели программы Artemis:

• Высадить на Луну первую женщину и следующего мужчину после 12 астронавтов «Аполлона» — начиная с миссии Artemis III.
• Создать лунную инфраструктуру, включая жилые модули, научные лаборатории и энергетические системы.
• Изучить лунные ресурсы и провести эксперименты, которые помогут оценить возможности жизни и работы в космосе.
• Сделать Луну тестовой площадкой для технологий, которые будут использоваться в будущих миссиях на Марс.

Для межпланетных путешествий нужны лунные орбитальные станции — они служат удобным местом для тестирования технологий, которые будут использоваться в дальнем космосе. Одна из частей программы Artemis — жилой и логистический аванпост (HALO) под названием Gateway. Он будет использоваться как перевалочная база для миссий на Луну и на Марс.

Gateway будет выведен на окололунную орбиту с помощью силового и двигательного элементов от Maxar Space Systems. Станция станет ключевым элементом архитектуры программы Artemis: позволит вернуть людей на поверхность Луны для научных исследований и подготовки первых экспедиций на Марс. Кроме того, в HALO астронавты могут жить во время их пребывания на орбите Луны.

Этот аванпост, созданный коммерческим партнером NASA Northrop Grumman, станет одним из четырех модулей, где международные экипажи будут жить, проводить научные исследования и готовиться к миссиям на южный полюс Луны. Сейчас основная конструкция HALO проходит тестирование в Турине, Италия.

Одной из главных разработок NASA для автономной разгрузки грузов стала система LANDO (Lightweight Surface Operations and Construction Autonomous Capabilities Development). Она предназначена для работы на поверхности Луны без человека. Система включает в себя роботизированную руку, оснащенную датчиками и программным обеспечением, позволяющим выполнять операции автономно.

В сентябре 2025 года в исследовательском центре NASA в Лэнгли LANDO успешно продемонстрировала свои возможности. Для тестирования создали зону, имитирующую лунный ландшафт — с искусственными валунами и макетом посадочного модуля.

Во время испытаний роботизированная рука:

• Захватила металлический контейнер, оснащенный QR-подобными маркерами, передающими данные о его положении и ориентации.
• Подняла груз с пьедестала, точно двигаясь по заранее рассчитанной траектории.
• Переместила контейнер на безопасное расстояние и аккуратно опустила на поверхность, имитирующую лунный реголит.

Система также справилась с перемещением марсохода, что показало ее универсальность и способность повторять задачу с разными объектами.

Руководитель проекта, доктор Джулия Клайн, пояснила, что LANDO способна не только точно выполнять поставленные задачи, но и планировать оптимальный маршрут с учетом препятствий. Следующим этапом станет разработка инженерного прототипа для реальных миссий. Потенциально LANDO может стать частью миссий Commercial Lunar Payload Services (CLPS), где NASA сотрудничает с коммерческими компаниями для доставки оборудования и проведения научных исследований на Луне.

После разгрузки возникает новая задача — полученный груз нужно куда-то перевезти. В условиях минимальной гравитации, резких перепадов температуры и сложного ландшафта для перемещения материалов на большие расстояния нужны надежные и мощные транспортные средства.

NASA уже разработало несколько типов роверов, которые будут использоваться в миссиях Artemis:

Лунный вездеход — предназначен для транспортировки астронавтов, но имеет ограничения по грузоподъемности (до 800 кг).

Герметичные роверы — позволяют перемещать астронавтов на дальние расстояния без необходимости возвращаться в лунный модуль. Такие системы использовались в ранних проектах, например модуль Eagle миссии «Аполлон-11». Они предназначены для посадки на поверхность Луны и возвращения астронавтов обратно на орбитальный корабль.

Однако будущие миссии требуют новых транспортных средств с более высокой грузоподъемностью — от 2 до 6 тонн. Эти роверы должны быть способны перевозить:

• Научное оборудование.
• Компоненты инфраструктуры, такие как жилые модули или солнечные панели.
• Материально-технические запасы (вода, продовольствие, воздух, запчасти).

Одна из главных сложностей — транспортировка грузов на большие расстояния, например к южному полюсу Луны. Этот регион особенно важен для исследований, так как содержит запасы водяного льда, которые могут быть использованы для получения воды, кислорода и ракетного топлива.

Чтобы справиться с задачей, NASA планирует разработать систему передвижения на Луне. Она объединит возможности автономного управления, передовые датчики и грузоподъемные платформы.

Для доставки грузов на поверхность Луны NASA использует посадочные модули, разработанные в рамках программы Commercial Lunar Payload Services (CLPS), а также более крупные модули для экипажа. Однако нынешние технологии имеют ограничения, и для выполнения долгосрочных миссий потребуется расширение возможностей.

В технической документации NASA указывает, что будущая логистика потребует:

• Разнообразных грузовых посадочных модулей, разработанных как международными партнерами, так и частными компаниями.
• Интеграции решений, которые позволят улучшить координацию между транспортировкой и разгрузкой грузов.

Технологии, такие как LANDO и новые роверы, позволят NASA сделать важный шаг к более продолжительному нахождению человека на Луне. Они обеспечат возможность разгрузки и транспортировки грузов без участия человека, построение инфраструктуры для длительных миссий, включая жилые модули и энергетические системы, и расширение научных исследований на Луне, в том числе использование водяного льда.

Эти технологии также станут фундаментом для будущих миссий на Марс. Освоение Луны — лишь первый шаг на пути к межпланетным исследованиям, и роботы здесь играют ключевую роль.