По данным исследования, дистанционно управляемые роботы вскоре смогут строить огромные солнечные электростанции в космосе. недавний тест, проведенный в Великобритании. Британский стартап Space Solar продемонстрировал, что робототехника может собирать солнечные спутники гигаваттного масштаба, открывая новые возможности для будущей космической инфраструктуры.
Содержание
- Как работает роботизированная сборка в космосе?
- Почему роботы так важны для космической инфраструктуры?
- Какие технические проблемы предстоит преодолеть?
- Хронология и будущие перспективы проектов
- Экономические и экологические последствия
Как работает роботизированная сборка космической инфраструктуры?
тест АльбаТРУСС, проводятся на передовых объектах UKAEA В кампусе Оксфордского университета в Калхэме он использовал дистанционно управляемые двухрукие роботизированные манипуляторы, чтобы продемонстрировать, что роботы могут собирать солнечные спутники гигаваттного масштаба.
Эти машины не являются обычными промышленными роботами, которых мы знаем по заводам на Земле. Они предназначены для работы в космическом вакууме, выдерживают радиацию и функционируют без кислорода. Сэм Адлен, со-генеральный директор Space Solar, объясняет, что в космосе солнце светит 24 часа в сутки, и что после создания эти спутники улавливают солнечную энергию и передают ее на Землю в виде микроволн.
Проект продемонстрировал, что роботы могут собирать масштабную структурную секцию, называемую «лонжероном», трубчатым элементом, который образует ядро каркаса спутника. В отличие от Международной космической станции — крупнейшей конструкции, когда-либо построенной в космосе, эти спутники требуют гораздо более сложной и масштабной сборки.
Как мы уже подчеркивали Говоря о тенденциях в робототехнике 2025 года, адаптивный искусственный интеллект и передовые датчики преобразуют способы работы роботов в экстремальных условиях.
Почему космическим инфраструктурам обязательно нужны роботы?
Ответ столь же прост, сколь и драматичен: космос — смертельная среда для человека. Профессор Роб Бэкингем, исполнительный директор UKAEA, подчеркивает, что строительство на Земле такой сложной машины, как термоядерная электростанция, которая будет полностью управляться дистанционно, похоже на строительство конструкций в космосе.
Выходы астронавтов в открытый космос чрезвычайно дороги и рискованны. По мнению отраслевых экспертовИспользование роботов для удаленной сборки, обслуживания и демонтажа инфраструктуры более эффективно и снижает риски, с которыми сталкиваются астронавты. Вспомните многомиллиардные миссии космических челноков по ремонту телескопа «Хаббл»: они были исключительными именно потому, что такие операции обычно обходятся непомерно дорого.
UKAEA решила сотрудничать с Space Solar, поскольку у термоядерного синтеза и космической робототехники есть несколько общих черт: им не требуется кислородная среда и они могут работать в условиях различной степени радиации. Такая технологическая синергия может ускорить развитие обоих секторов.
Космическая инфраструктура будущего не ограничивается солнечными панелями. Демонстрация открывает двери для всех типов проектов в космосе: от центров обработки данных до энергетических объектов. Представьте себе орбитальные центры обработки данных, лунные станции связи или даже горнодобывающие предприятия на Марсе.
Какие технические проблемы приходится преодолевать роботам космической инфраструктуры?
Космическая робототехника сталкивается с уникальными проблемами, которые выходят далеко за рамки земных. Во-первых, существует проблема задержки связи: управление роботом на Луне с Земли требует задержки в несколько секунд, что делает невозможным управление в реальном времени для деликатных операций.
По этой причине Автономия имеет решающее значение поскольку из-за ограничений скорости света невозможно будет контролировать каждое движение этих роботов удаленно с Земли. Роботы должны быть оснащены передовым искусственным интеллектом для принятия самостоятельных решений.
Ключевым решением становится нейроморфная технология. Эта технология идеально подходит для космоса: меньшее энергопотребление означает меньшее рассеивание тепла и позволяет увеличить вычислительную мощность до пяти раз при том же потреблении электроэнергии.
Еще один важный аспект касается материалов и конструкции самих роботов. Они должны выдерживать экстремальные температуры от -270°C в тени до более 120°C на солнце, космическую радиацию и микрометеориты. Более того, отсутствие гравитации создает динамику движения, совершенно отличную от земной.
У нас был спор рисков и возможностей роботизированного будущего, подчеркивая, что проектирование автономных систем требует четких правил для обеспечения безопасности.
Когда мы увидим первую космическую инфраструктуру, построенную роботами?
Сроки разработки ближе, чем вы могли себе представить. Space Solar предсказывает ввести в эксплуатацию свою первую демонстрационную систему мощностью 30 МВт к 2029 году и выйти на полную мощность в масштабе гигаватт к началу 30-х годов.
Для наглядности можно представить эти цифры: система мощностью 30 мегаватт может обеспечить электроэнергией около 1000 домов, а гигаватт может удовлетворить потребности в энергии города среднего размера. Планируемые конструкции впечатляют: спутники рассчитаны на несколько километров в длину и около 20 метров в ширину.
Проект AlbaTRUSS, поддержанный грантом на подтверждение концепции от Совета по научно-техническим учреждениям, — это только начало. НАСА развивается параллельно программа ARMADAS (автоматизированные реконфигурируемые адаптивные цифровые сборочные системы), направленная на создание самособирающихся структур для мест обитания, приборов или любых других сооружений на орбите или на поверхности Луны.
Международная гонка уже началась: Европейское космическое агентство, NASA и несколько стартапов в Великобритании, США, Китае и Японии работают над тем, чтобы превратить космическую солнечную энергию в реальность.
Какое экономическое и экологическое воздействие окажут эти инфраструктуры?
Цифры столь же впечатляющие, сколь и спорные. Первоначальная разработка прототипа мощностью в гигаватт может обойтись в 15–20 миллиардов евро. Кажется, что это астрономическая цифра, но ее следует сравнивать со стоимостью традиционных энергетических сооружений и учитывать, что это инвестиции на десятилетия эксплуатации.
Энергетическое преимущество неоспоримо: по сравнению с солнечной панелью Размещенная на Земле в Великобритании, идентичная солнечная панель в космосе собирала бы в 13 раз больше энергии. Это связано с тем, что в космосе нет атмосферы, облаков или циклов смены дня и ночи, которые могли бы ограничить поглощение солнечной энергии.
Однако воздействие на окружающую среду поднимает сложные вопросы. Развертывание спутника такого масштаба может потребовать сотен отдельных запусков ракет, что приведет к загрязнению воздуха. Это парадокс нашего времени: чтобы получить чистую энергию в космосе, мы должны загрязнять атмосферу Земли на этапе строительства.
Партнерство UKAEA-Space Solar направлено на укрепление лидерства Великобритании в быстрорастущем секторе сборки и производства космической техники (ISAM). Предполагается, что в ближайшие десятилетия этот сектор достигнет огромных рыночных значений.
Профессор Бекингем видит еще более широкие последствия: это может быть лунная станция или объект на Марсе, поэтому мы говорим о будущем человечества, а также об обеспечении энергетической безопасности.
Будущее космической инфраструктуры уже здесь
Демонстрация AlbaTRUSS знаменует собой поворотный момент в наших возможностях возводить сложные конструкции в космосе. Это уже не научная фантастика, а прикладная инженерия с конкретными сроками и реальными инвестициями.
Экспансия человечества в космос требует сооружений, которые могут быть построены только роботами. Благодаря опыту, накопленному в сфере орбитальных услуг, эти технологии станут основой для строительства объектов на Луне, Марсе и за их пределами.
Через двадцать лет 10 миллиардов человек на Земле смогут поднять глаза и увидеть огни городов на ночной стороне полумесяца Луны. То, что сегодня кажется смелым замыслом, завтра может оказаться обычным видом из вашего окна.
Роботы буквально строят мост в наше будущее среди звезд. И этот мост обязательно проходит через космические структуры, которые начинают формироваться в блестящих умах и механических руках наших искусственных союзников.
