В этом году исполняется 22 года одному из самых значимых международных космических проектов, крупнейшему искусственному обитаемому спутнику Земли — Международной космической станции (МКС). 22 года назад 29 января в Вашингтоне было подписано Соглашение о создании космической станции, а уже 20 ноября 1998 года началось строительство станции. С Космодрома Байконур был осуществлен успешный запуск ракеты-носителя «Протон» с первым модулем — функциональным грузовым блоком «Заря». В том же году, 7 декабря, с ФГБ «Заря» был состыкован второй элемент орбитальной станции — соединительный модуль «Юнити».
Сегодня МКС представляет собой крупнейший международный проект. Пилотируемая орбитальная станция используется как многоцелевой космический исследовательский комплекс. В этом глобальном проекте участвуют космические агентства РОСКОСМОС, NASA (США), JAXA (Япония), CSA (Канада), ESA (страны Европы). Теперь же к этому проекту присоединился и SpaceX, успешно доставивший на корабле Crew Dragon с мыса Канаверал (Флорида, США) двух астронавтов NASA на МКС. С созданием МКС появилась возможность выполнения научных экспериментов в уникальных условиях микрогравитации, в вакууме и под воздействием космических излучений. Основные направления исследований — физико-химические процессы и материалы в условиях космоса, исследование Земли и технологии освоения космического пространства, человек в космосе, космическая биология и биотехнология. Немалое внимание в работе космонавтов на Международной космической станции уделяется и тестированию робототехники.
За эти годы было проведено немало экспериментов с использованием разнообразных робототехнических систем, которые продемонстрировали насколько велико сегодня их значение в деятельности людей на МКС. Космонавты на борту орбитальной станции распечатывают предметы на 3D-принтерах, беседуют с роботами, выращивают растения, тестируют формирующие дополненную реальность голографические очки и проводят другие эксперименты, тем самым работая на благо науки, помогая живущим на Земле и приближая день, когда можно будет отправиться к дальним планетам.
Сегодня на борту станции используется сразу несколько роботов. Один из них — гуманоидный робот Robonaut 2 — незаменимый помощник, выполняющий скучную и «грязную» работу вроде прочистки воздушных фильтров и мытья поручней. Ученые надеются, что со временем он сможет выходить в открытый космос и брать на себя опасные работы вместо членов экипажа. Этот робот уже нашел применение не только на МКС. Несколько лет назад специалисты NASA и General Motors на базе технологий Robonaut 2 создали роботизированную перчатку Robo-Glove. Ее назначение — помогать быстрее и результативнее работать астронавтам и рабочим автозаводов. Перчатка снижает нагрузку на мышцы руки при выполнении повторяющихся движений.
На борту станции также есть миниатюрный робот из Японии по имени Kirobo. Его рост всего около 35 см и он также предназначен для бесед с космонавтами. Kirobo отправили на МКС в 2013 году для эксперимента, чтобы выяснить, сможет ли робот составить компанию астронавтам и одновременно играть роль устройства связи с Землей. Кстати, Toyota продолжает работу в этом направлении, и на базе Kirobo был создан Kirobo Mini для автомобилей, который служит компаньоном для водителя и будит его, когда тот начинает засыпать за рулем.
Еще один робот на МКС, пусть и не такой симпатичный и разговорчивый, приносит пользу и в космосе, и на Земле. Речь идет о Canadarm2 — одном из роботизированных манипуляторов. Этот манипулятор, созданный в Канадском космическом агентстве, работает снаружи корпуса станции. Он перемещает объекты и разгружает грузовые аппараты, стыкующиеся с МКС. На основе технологий, задействованных в Canadarm2, был создан neuroArm — первый в мире робот для выполнения хирургических операций внутри аппарата МРТ. Этот роботизированный манипулятор отличается высочайшей точностью и ловкостью, и в нем нет магнитных материалов. Как и у Canadarn2, у него есть чувство «осязания».
Непродолжительный период времени на борту МКА провел антропоморфный робот Skybot F-850, или «Федор» (FEDOR — Final Experimental Demonstration Object Research). «Федора» создали по техническому заданию МЧС компании «Андроидная техника» и Фонд перспективных исследований Росссийской Федерации. В космос робота доставил транспортный пилотируемый корабль «Союз МС-14», который смог пристыковаться к станции только со второй попытки. На орбите «Федор» провел около полутора недель, после чего успешно вернулся на Землю. Для следующего полета на МКС российский антропоморфный робот будет доработан. Новая машина может получить имя «Артем» (ARTEM — Automatic Research and TEsting Machine). Этому роботу предстоит отправиться на орбитальную станцию на новом пилотируемом корабле «Орел», который в настоящее время находится в разработке. С его помощью предполагается проведение исследований возможностей использования антропоморфной робототехнической системы на борту российского сегмента МКС с целью замены экипажа при выполнении опасных и рутинных работ для повышения эффективности выполнения программы научно-прикладных исследований. В перспективе антропоморфный робот сможет также выходить в открытый космос для выполнения работ на внешней поверхности МКС.
20 мая этого года японский грузовой корабль HTV-9 доставил на МКС первого в мире общедоступного космического робота c возможностью телеприсутствия. Как сообщило Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA, космическим роботом-аватаром на станции впервые сможет управлять с Земли любой желающий. Желающие в Токио, помимо управления роботом, смогут смотреть в режиме реального времени видеоизображения земной поверхности, поступающие с камеры робота с борта МКС. Робот-аватар позволяет управляющему им человеку дистанционно видеть, слышать и тактильно ощущать прикосновения в режиме реального времени. Кроме того, в этом году JAXA намерено провести международные соревнования по управлению этим роботом в условиях невесомости. Состязания планируются на 2020 год. К ним будут привлечены студенты из 11 стран Азиатско-Тихоокеанского региона, включая саму Японию, США, Австралию, Индонезию и Южную Корею.
C 2017 года на МКС «живет» представленный Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) робот Int-Ball. Его диаметр не превышает 15 см, а вес равен 1 кг. Но несмотря на забавную реализацию, техника отличается высокой производительностью. Аппарат, практически полностью собранный из элементов, напечатанных на 3D-принтере, может передвигаться в невесомости при помощи 12 пропеллеров и делать снимки в космосе. Для этого в Int-Ball установлено множество сенсоров, которые позволят ему ориентироваться в пространстве. Свое расположение дрону позволяют определить розовые точки-маркеры, расклеенные внутри станции. Робот способен определять поломки и вести технический учет на станции. Управлять дроном можно как с Земли, так и автономно.
В прошлом году NASA провело первые тесты на МКС аппаратного обеспечения робота Bumble, одного из трех роботов Astrobee, которые в будущем должны будут заняться уходом за космической станцией. Роботы Astrobee будут заниматься ежедневной поддержкой МКС и ассистированием экипажа. Идея заключается в том, чтобы в итоге роботы взяли на себя тяжелую работу по уходу за станцией, а люди, работающие на ней, могли сфокусироваться на более важных задачах — проведении экспериментов и различных исследований. Astrobee оснащены электрическими вентиляторами для перемещения в условиях микрогравитации, и 6 камерами, которые необходимы для навигации и построения трехмерной карты МКС. Они могут работать как в автономном режиме, так и на удаленном управлении. В NASA надеются, что в будущем роботы Astrobee будут сопровождать людей в длительных полетах на Луну и Марс.
Летающий робот CIMON-2 работает на основе искусственного интеллекта. Недавно он сменил на МКС экспериментального робота CIMON, который начал работать в 2018 году. Проект CIMON разработал Германский аэрокосмический центр совместно с Airbus и IBM. Инженеры решили создать робота в виде сферы с плоской стороной, на которой расположен экран, отображающий эмоции, изображения или данные. CIMON-2 получил несколько существенных обновлений. Новый робот оснащен системой Watson Tone Analyzer, которая дала ему возможность оценивать эмоции астронавтов и реагировать на них. Как указывают представители IBM, это обновление трансформировало CIMON из научного помощника в эмпатичного партнера для разговора. Космонавты даже могут попросить CIMON сфотографировать что-нибудь на станции и доложить о случившемся.
Эксперименты с робототехникой на борту космической станции помогают приблизить возможность путешествий в дальний космос. Уже долгое время ученые говорят о том, что роботы, действующие на МКС и на Марсе, — это прототипы машин, которые будут доставлять на Марс людей, строить жилища, отыскивать и очищать воду, производить горючее для возвращения на Землю. Важную роль в воплощении этого замысла будут играть усовершенствования, касающиеся автономии, мобильности, распознавания окружающей обстановки, связи и взаимодействия между роботом и человеком. Значительный объем соответствующей работы сегодня проделывается на МКС, которая служит человечеству мостиком к освоению дальнего космоса.
