Wi-Fi для Федора

Interfax-Russia.ru – Для космического корабля "Федерация" и его первого пилота робота Федора разрабатывается интеллектуальная система связи.

Фото сайта Фонда перспективных исследований

Специалисты холдинга "Российские космические системы" (РКС) приступили к разработке бортовой радиотелеметрической системы (БРТС) для многоразового пилотируемого космического корабля "Федерация".

БРТС - основная приемно-передающая система космического корабля, принимающая на борту космического корабля команды с наземного комплекса управления и передающая информацию с борта на Землю.

В состав БРТС войдут два моноблока. Один из них будет установлен в двигательном отсеке космического корабля, другой - в возвращаемом аппарате. В отличие от первого моноблока, в моноблок в возвращаемом аппарате будет встроен блок голосовой связи для обеспечения полного тракта связи экипажа между собой, с наземным комплексом управления, бортом МКС и другими смежными системами.

Каждый моноблок состоит из четырех универсальных приемо-передающих модулей (УМПП) для обеспечения максимальной надежности. В постоянном режиме один приемо-передатчик включен на прием, другой - на передачу. При выходе из строя одного УМПП, его функции может взять на себя другой. Таким образом, обеспечивается многократное резервирование каждого из моноблоков, сохраняющее функционирование моноблока даже при множественных отказах.

Помимо работы над БРТС, специалисты НПО измерительной техники (входит в РКС) разрабатывают блок усиления коммутации для сопряжения с бортовой аппаратурой. Как отмечают разработчики, синергетический эффект от этого будет повышать надежность коммуникационного тракта, а за счет компоновочных решений улучшатся габаритно-массовые характеристики всех задействованных систем.

Таким образом, новая система станет вдвое меньше, легче и функциональней по сравнению с образцами предыдущего поколения.

Первый образец бортовой радиотелеметрической системы РКС рассчитывает представить уже в конце 2018 года. По планам, дальнейшие сроки работы над системой будут синхронизированы с работами над кораблем "Федерация".

Ведущий инженер отдела цифровой схемотехники и прикладного программного обеспечения НПО измерительной техники Кирилл Семенов отмечает, что "фактически система - это космический Wi-Fi".

"У нас есть коммутатор SPACEWARE - локальная сеть, которая нацелена на космические технологии. В ней заложен свой стандарт, она имеет много уровней защиты. Мы создаем единую систему, через которую циркулирует вся информация между Землей и космическим кораблем", - рассказал инженер.

Новая система будет полностью обеспечивать связь корабля "Федерация" с Землей, собирая информацию от всех его служебных систем: управления, телеметрии, телевизионной системы и робота "Федора". Разговоры с роботом, а в дальнейшем и с космонавтами, также будут осуществляться через БРТС, в состав которой входят беспроводные гарнитуры, которые специалисты разработают на отечественной элементной базе.

Прототип робота-андроида, которого назвали "Федором" (позже появилась аббревиатура FEDOR, или Final Experimental Demonstration Object Research, то есть финальный экспериментальный демонстрационный объект исследований) в октябре 2016 года представил Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники.

Как сообщил в интервью журналу "Национальная оборона" руководитель проектной группы Национального центра Алексей Кононов робот разрабатывался в рамках проекта "Спасатель", который был направлен на отработку технологий построения антропоморфных робототехнических комплексов.

Антропоморфность робота предусматривает, что по габаритам и массе он соответствует человеку, однако, в отличие от человека, не устает и не ошибается, и при правильной настройке может более точно и в течение более продолжительного времени выполнять целый ряд функций, которые обычно вынужден выполнять человек. В особенности это касается работы в опасных средах, к которым относится и открытый космос. Таким образом, на Федора при продуманном исполнении вредные факторы не окажут влияния.

"В ходе работы был создан интеллектуальный симулятор, при пользовании которым ученый, проектировщик или разработчик, изучающий биомеханику движений, может (практически играя) настраивать множество биофизических и электрических параметров в виртуальной среде. Когда настройка завершена, симулятор генерирует готовые прошивки, которые в виде управляющих программ вставляются в память или основную систему управления всего комплекса, и обеспечивают его функционирование в точности по тем законам, которые были отработаны на симуляторе – но уже в реальных условиях", - рассказал Кононов.

По его словам, Федор оснащен системой управления с силомоментной обратной связью, используя которую, оператор в специальном костюме испытывает ощущения, которые соответствуют тем действиям, которые робот в этот момент осуществляет.

"Если манипулятор робота захватывает хрупкий предмет, разработчик чувствует, что как будто он держит этот предмет собственными руками. Выполняя конкретную задачу, оператор ощущает эффект присутствия, не испытывая при этом вредных воздействий опасных сред", - пояснил руководитель проектной группы.

На сегодняшний день Федор способен самостоятельно перемещаться по пересеченной местности и в городской среде, управлять автомобилем, работать со специальными инструментами и совершать другие действия.

Управление роботом может производиться как в автономном режиме, так и в комбинированном, когда часть функций выполняется автоматически, а часть задается оператором.

По словам руководителя проекта Фонда перспективных исследований Сергея Хурса, Федору уже принадлежит несколько рекордов. Например, он самостоятельно садится в типовой легковой автомобиль, занимает место водителя, вставляет ключ в замок зажигания, заводит мотор, снимает с ручного тормоза, вручную включает передачу, ведет автомобиль по шоссе, удерживает руль, нажимает на педали газа и тормоза. Он самостоятельно паркуется, глушит двигатель, ставит транспортное средство на ручной тормоз, извлекает ключ из замка зажигания и самостоятельно покидает автомобиль.

"По геометрическим и силовым характеристикам Федор сопоставим с хорошим атлетом. Ему легко дается гантель массой 10 кг, он садится на продольный и поперечный шпагаты, может поднять голову и смотреть вертикально вверх, или опустить "взгляд" и смотреть себе под ноги", - рассказал Хурс.

Он пояснил, что все эти действия являются важными атрибутами основной профессии робота – спасателя. "Иногда возникает вопрос, зачем роботу смотреть вертикально вверх. На самом деле у робота нет никаких случайных умений: в данном случае он умеет ползать по-пластунски, и для этого ему нужно в положении лежа уметь смотреть вперед. Шпагаты и умение ползать нужны для увеличения способности преодолевать сложные препятствия, которые способен преодолеть человек", - добавил Хурс.

В ноябре прошлого года к проекту создания робота, который может отправиться в космос на пилотируемом транспортном корабле нового поколения "Федерация", подключились специалисты РКК "Энергия". Устройство решено было создавать именно на базе робота FEDOR.

Вопрос о разработке космического робота был поднят в корпорации на недавнем совещании под руководством заместителя председателя правительства РФ Дмитрия Рогозина.

Для работы над проектом на базе одного из научно-технических центров корпорации была сформирована рабочая группа, которая, в том числе, определит спектр применения робота. Курировать эту работу будет генеральный конструктор РКК "Энергия" Евгений Микрин.

Поскольку Федора собираются отправить в космос, для него необходимо создать системы защиты от радиации и энергообеспечения, а также разработку электроники и механики для условий вакуума, отсутствия гравитации и резких перепадов температуры.

Федор, как планируется, станет первым и единственным членом экипажа нового корабля во время испытательных полетов. Об этом в марте на заседании экспертного совета военно-промышленной комиссии РФ заявил генконструктор по пилотируемым системам и комплексам "Роскосмоса" Евгений Микрин.

По его словам, в соответствии с Федеральной космической программой запланированы три отработочных пуска: в 2021 году беспилотный пуск и полет и стыковка. "Первым пилотом будет робот "Федор". Затем еще один беспилотный полет", - уточнил Микрин.

При этом он напомнил, что первый пилотируемый полет корабля "Федерация" намечен через два года после полета робота – в 2023 году.

Обозреватель Анастасия Николаева

Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook