Будущие роботизированные исследования Солнечной системы приведут нас к спутникам Юпитера и Сатурна. Отправка роботов в эти отдаленные районы требует решения сложных инженерных вопросов. JPL (Jet Propulsion Laboratory) и Autodesk объединились для разработки аппаратов, которые смогут работать в очень негостеприимных условиях для роботов с Земли. Последние открытия в области экзобиологии, связанные со спутниками вокруг Юпитера и Сатурна, позволяют предположить, что, скорее всего, именно там, а не на Марсе могут быть найдены признаки существующей, а не ископаемой жизни.
Новые вопросы заставляют космические агентства искать ответы именно на спутниках планет, столь далеко от Земли. Но, с точки зрения доступных технологий, подобные миссии находятся на грани наших возможностей.
Трудности, связанные с отправкой миссий на дальние расстояния, усложнятся окружающей средой, в которой будут работать аппараты. К числу основных проблем относятся, например, запредельно низкие температуры, радиационные нагрузки в тысячи раз выше, чем на Земле, малое количество солнечного света, из-за чего работа солнечных панелей малоэффективна. Но, прежде всего, нужно учитывать взлетную массу на всех этапах реализации проекта. Это решающий элемент, когда речь идет о космических исследованиях. Важен каждый килограмм.
С учетом прогресса, достигнутого в области новых технологий, JPL NASA и Autodesk приступили к осуществлению многолетнего совместного исследовательского проекта для изучения новых методов проектирования и производства космических аппаратов, в том числе с использованием технологий Autodesk.
Сотрудничество между государственным и частным сектором позволяет JPL искать новые решения и минимизировать риски, «принимать во внимание прогресс и новые технологии», — говорит Карл Уиллис (Carl Willis) из Autodesk. Чтобы продемонстрировать весь интерес к генеративному дизайну, партнёры создали прототип спускаемого аппарата, способного выжить в условиях спутников Юпитера и Сатурна. Три различных способа изготовления (3D-печать, обработка с ЧПУ, отливка) были использованы для создания деталей аппарата. Результат очень позитивный и обнадеживающий: «команда смогла уменьшить массу внешней конструкции на 35% по сравнению с первоначальной», — заключает Карл Уиллис.
Далее представлены ответы на вопросы, заданные Фикрету Калаю из компании Autodesk
Вопрос: Перерастёт ли данная концепция в реальный аппарат?
Фикрет Калай: На данный момент мы не планируем запускать данный аппарат в космос. Это первый экспериментальный проект, который, тем не менее, откроет путь к новым этапам развития, позволяющим создавать более прочные и лёгкие конструкции для космических миссий.
Вопрос: О каких новых подходах и процессах идёт речь?
Фикрет Калай: Команда изучила использование генеративного дизайна для нескольких структурных компонентов спускаемого аппарата (внутренних и внешних) и, таким образом, удалось снизить массу конструкции на 35% по сравнению с первоначальной версией. Каждый сэкономленный килограмм позволяет увеличить массу научной нагрузки, в которую входят различные датчики и приборы. В конструкции используется алюминий (для экономии веса) и титан (для сопротивления высоким температурам). Мы также использовали различные производственные процессы: 3D-печать, то есть аддитивное производство, ЧПУ-обработка и отливку.
Вопрос: Почему вы считаете, что это самая сложная из созданных вами конструкций?
Фикрет Калай: Технология генеративного дизайна Autodesk — это новый подход, основанный на искусственном интеллекте, который помогает принимать решения на основе поставленных целей и ограничений, определённых конструкторами. Основные сложности связаны с весом, прочностью, материалами и методами изготовления. Это позволяет инженерам рассматривать разные решения, сохраняя при этом связь с ранее продиктованными требованиями.
Вопрос: Почему данная концепция должна быть самой сложной, когда-либо созданной с помощью генеративного дизайна?
Фикрет Калай: 90 % конструкции спускаемого аппарата была разработана при помощи генеративного дизайна. Это слишком сложная конструкция, чтобы быть нарисованной человеком. Однако компьютер решает эти проблемы за более короткие сроки. Для большинства групп проектировщиков внесение изменений в конструкцию занимает от двух до четырёх месяцев. Работая с данной технологией, процесс занимает две-четыре недели.
Вопрос: Будет ли сотрудничество с JPL продолжаться?
Фикрет Калай: Мы не можем комментировать наши будущие проекты. Можно сказать, что использование технологии генеративного дизайна по-прежнему официально рассматривается как исследовательский проект JPL.
Источник: futura-sciences.com
Перевод: Артур Арушанян
