Главное для марсохода и автоматических планетоходов - это выбор движителя. Что использовать и какой принцип движения лучше? Колесо, как в советских луноходах, гусеница в проектируемых аппаратах (роверах) или шагающие ноги? Проводя испытания на полигонах лунного типа, российские и американские конструкторы на опытах убедились, что для работы на других планетах подходят колесные движители, сочетающие и принцип шагающего механизма. Марсоход должен преодолевать трещины на поверхности, камни и другие препятствия, обходить кратеры и т. д. Он должен взять пробы грунта, анализы воздуха и передать их на землю, при этом автономно функционировать некоторое заданное время.
Принцип движения марсоходов
Колеса для космических планетоходов - лучший вариант. Дополнительно внешняя поверхность колес сделана из упругой сетки, которая работает, как рессоры. Профиль колес сдерживает от бокового смещения. Для иных планет применяют сплошную поверхность с грунтозацепами (оболочковое колесо). Такие жесткие колеса использовались в проектах IARES (1993) и СТР-1 (1986).
Во всех планетоходах колесо функционирует как единый герметизированный модуль, включающий редуктор, электродвигатель, тормозящий механизм и нужные датчики. В проектируемых аппаратах в объем колес могут включить и электронную аппаратуру. Подвеску для каждого отдельного мотор-колеса делают независимой, что позволяет преодолевать возникающие препятствия. Для поворота всей конструкции колеса сделаны поворачивающимися ("ХМ-ПК", 1976). Распространенное решение - делать различными скорости колес по бортам машины (или использование тормозов). Подход этот упрощает конструкцию и повышает его надежность. Пример - "Луноход" (1970).
Шагающие аппараты. Сочетание
Для уверенного передвижения по тяжелой местности могут использоваться машины, сочетающие принцип движения как колесами, так и механизм шагового типа. Это можно проиллюстрировать на примере, который разрабатывался ВНИИТМ, - аппаратах "Мир" (1988), "Лама" (1994-1995) и J-Rover (1996). Здесь днища почти нет, вместо них используются конические мотор-колеса. Недостаток конструкции можно преодолеть, если полезный груз разместить внутри колес. Также используются обычные колеса с валиками, которые тоже имеют грунтозацепы. Модель марсохода независимо может использовать конструкцию, где пара колес может поворачиваться под углом в 40%, удлиняться и перемещаться вверх-вниз относительно других модулей. Другой вариант шагания - когда секции могут отъезжать одна от другой и, блокируя модули, можно продолжать движение.
Другие решения в конструкциях
В таких проектах каждое колесо может работать в 2 режимах: либо катиться вокруг оси, либо шагать, используя вращение вокруг точки, сдвинутой относительно центра колеса. Такая система применяется в проектах EOSA III - 1 (колеса и грунтозацепы здесь закрыты жестью).
В планетоходах проекта Work Partner (1998) шагание происходит при помощи рычагов с гидравлическим приводом. Но для всех этих аппаратов для движения по незнакомым местам и территориям нужна эффективно работающая без всяких сбоев мощная компьютерная система и средства инфокоммуникационной связи.
Новая модель марсохода
Представленный здесь марсоход может иметь многофункциональные колеса всех типов и их сочетания, и нести мощный электронный интеллектуальный блок. Песок для марсоходов препятствий не представляет, если они сделаны и созданы достаточно надежно. Существует много аппаратов, которые в проекте могут использовать жесткие лучевые опоры и шасси и средства транскоммуникаций.
Сиддхарт Шривастава, студент Технологического института Джорджии в США, построил модель марсохода "Спирит", дополнив ее функцией поднятия колес независимо друг от друга. Также он может вращать колеса и даже ходить по местности под наклоном до 28 градусов. Таким образом, марсоход может выполнять движения, очень схожие с процессом ходьбы у человека.
Шривастава собирается продолжить работать над своей моделью и научить ее выполнять копательные движения, чтобы марсоход смог убирать песок со своего пути и продолжать движения, а также подниматься и опускаться на неровной местности.
Исследования Марса и других планет Солнечной системы только начинаются. Россия и США, в частности NASA, планируют полет на Марс с участием марсохода и человека к 2020 году.
