Мини-роботы, которые могут кататься, летать, плавать, а затем превращаться в одну машину. Вместе они образуют Shapeshifter, развивающуюся концепцию как трансформирующиеся средства для исследования коварных, далеких миров.

В пыльном робототехническом цехе Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, команда Shapeshifter тестирует рабочий прототип этого необычного исследователя. Причудливое устройство, похожее на беспилотник, заключенное в «колесо для хомяка», катится по двору, а затем разделяется на две части. После разделения две половины поднимаются на маленьких пропеллерах, фактически становясь летающими дронами для воздушной разведки. Он состоит из напечатанных на 3D принтере частей и это только начало. Команда представляет серию из 12 роботов, которые могут превратиться в плавательный зонд или команду исследователей пещер.

Летающий робот-амфибия является частью исследовательской программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) на ранней стадии, которая предлагает несколько этапов финансирования, помогая превратить идеи, которые звучат как научная фантастика, в научный факт. Исследователь JPL Али Ага рассматривает Shapeshifter как миссию на луну Сатурна Титан, единственный другой мир в солнечной системе, о котором известно, что на его поверхности есть жидкость в виде метановых озер, рек и морей.

Миссия НАСА Кассини пролетела над Титаном более ста раз, нанося на карту его поверхность для будущих миссий. То, что открыл Кассини, — это мир, удивительно похожий на Землю, но с ключевыми отличиями: холодные реки, озера и дожди Титана состоят из жидкого метана и этана (оба газа есть на Земле). В туманной атмосфере Луны также могут скрываться пещеры или даже ледяные вулканы, извергающие аммиак или воду вместо магмы.

«У нас очень ограниченная информация о составе поверхности. Каменистая местность, метановые озера, криовулканы — но мы точно не знаем», — сказал Ага. «Поэтому мы подумали о том, как создать универсальную систему, способную перемещаться по различным типам местности, но также достаточно компактную для запуска на ракете».

Ага и его соавторы Shapeshifter, в том числе исследователи из Стэнфордского и Корнелльского университетов, придумали концепцию самоорганизующегося робота, сделанного из более мелких роботов, называемых «cobots». Коботы, каждый с небольшим винтом, смогут двигаться независимо друг от друга, чтобы летать по склонам, представляющим научный интерес. Они также могут уклоняться, образуя гирляндную цепь, чтобы поддерживать контакт с поверхностью. Или они могут превратиться в сферу, которая катится по плоским поверхностям и сохраняет энергию.

На данный момент Shapeshifter является полуавтономным, но его будущие будет за автоматической работой и сборкой — без необходимости команд с Земли.

Окончательное видение Ага включает в себя спускаемый аппарат, такой как «Зонд Гюйгенса» Европейского космического агентства, который приземлился на Титане после того, как был спущен на парашюте с космического корабля Кассини НАСА. Это «материнское устройство», как его называет Ага, послужило бы источником энергии для коботов и несло бы научные инструменты для глубокого анализа образцов. Но вместо того, чтобы оставаться на месте, как обычно делают роверы, устройство будет летать. Полет на Титане легче — атмосфера плотная, а гравитация низкая. Ага подсчитал, что 10 коботов могут легко поднять посадочный аппарат размером с Гюйгенс (примерно 3 метра в ширину) и аккуратно перенести его в другое место.

Команда Shapeshifter представит свою концепцию в процессе отбора NIAC в 2020 году. Но даже если он будет выбран, пройдет еще много лет, пока Shapeshifter посетит луну, подобную Титану. Следующей миссией на Титане будет Dragonfly, первый десант НАСА, запуск которого намечен на 2026 год.