От ракет до человекоподобных роботов: 60 лет NASA в его разработках

Разработка сверхтяжелой ракеты-носителя «Сатурн-5» началась в 1962 году. Планировалось создать ракету, которая смогла бы вывести на околоземную орбиту и на траекторию к Луне полезную нагрузку массой 47 т. «Сатурн-5» стала самой мощной ракетой из созданных по сегодняшний день.

С 1967 по 1973 год было проведено 13 пусков «Сатурна-5» — 12 по программе «Апполон» (пилотируемые космические полеты с целью высадки человека на Луну) и один — для выведения на околоземную орбиту орбитальной станции «Скайлэб».

«Сатурн-5» обошелся бюджету США в $47,3 млрд (в ценах 2014 года). Одной из причин досрочного закрытия лунной программы стала именно ее дороговизна. ​

Сегодня ступени ракеты-носителя «Сатурн-5» можно увидеть в космическом центре имени Линдона Джонсона (город Хьюстон, штат Техас) и в космическом центре имени Кеннеди (округ Бревард, штат Флорида).

После изготовления ракет «Сатурн-5» встал вопрос об их перевозке из монтажно-испытательного корпуса на стартовую площадку. Конструкторы NASA в 1965 году спроектировали гусеничный транспортер — тогда самый крупный образец самоходной техники в мире. Путь в 5,6 км транспортер проходил за пять часов. Он был задействован в рамках программы «Аполлон», для запуска орбитальной станции «Скайлэб» и в проекте «Союз» — «Аполлон». Существовали два экземпляра этой машины — «Ханс» и «Франц».

Транспортеры обошлись бюджету США в $14 млн каждый (более $110 млн за один экземпляр в ценах 2017 года). Используются NASA  в модернизированном виде до сих пор.

Во время лунной экспедиции корабля «Аполлон-11» в 1969 году астронавт Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны. Рука, которой он махал следившим за его полетом на Земле, была в перчатке, разработанной в NASA .

Специальные гибкие перчатки изготовили из нейлона в компании ILC Dover для типов скафандров A7L, которые использовались в космических миссиях с 1968 по 1975 год. Кончики пальцев перчаток сделаны из кремниевого каучука. Последний раз их выставляли для публики в 2012 году. До этого они лежали в хранилище NASA при специальной температуре и с регулируемой влажностью.

В 1980 году началось строительство четвертого космического шаттла NASA «Атлантис».Он был построен за пять лет и в 1985 году совершил первый полет по заданию Министерства обороны США. В 1995 году «Атлантис» начал полеты к космической станции «Мир». Всего за время эксплуатации шаттла он провел на орбите 307 суток, пролетел 202,6 млн км и совершил 4848 витков вокруг Земли. За это время он даже принял участие в съемках фильма «Армагеддон», который вышел на экраны в 1998 году.

Сегодня шаттл выставлен в музее Космического центра им. Кеннеди на мысе Канаверал.

Во время трех последних экспедиций программы «Аполлон» для передвижения людей по Луне использовались лунные вездеходы. Их разработчиком стала компания Boeing совместно с General Motors, которая отвечала за проектирование и изготовление колес.

Грузоподъемность машины массой 210 кг была 490 кг. ​ Благодаря луноходу астронавты получили возможность исследовать бóльшую, чем ранее, площадь поверхности Луны и передвигаться со скоростью до 13 км/ч. Во время экспедиции «Аполлона-17» вездеход прошел свой самый длинный путь по Луне — 36 км.

Скафандр EMU (Extravehicular Mobility Unit для выхода в открытый космос разработан в NASA в 1981 году. Он представляет собой двухсекционный полужесткий костюм и сейчас остается одним из двух рабочих типов скафандров для выхода в открытый космос. Используется в том числе на Международной космической станции (МКС) (второй тип скафандра — российский «Орлан-МК»).

Основные особенности американской разработки: он жестче и тяжелее отечественного, оборудован видеокамерой и литровой емкостью с водой, подключенной трубкой к шлему, а корпус может выдерживать температуры от минус 184 до плюс 149 градусов Цельсия. Костюм весит 145 кг, в нем можно работать в космосе до восьми часов. ​

Закрыв лунную программу в 1975 году, США решили вернуться на Луну вновь в начале 2000-х. «Орион» разрабатывался в рамках программы «Созвездие» для полетов к Луне и доставки людей и грузов на МКС. Предполагается, что в будущем он сможет высадить человека на Марс.

Разработка «Ориона», которую осуществляет компания Lockheed Martin, до сих пор до конца не завершена, хотя первый ​беспилотный испытательный полет прошел 5 декабря 2014 года.

Прототип лунного транспортного вездехода — это небольшой 12-колесный транспортер. Работает от аккумуляторов, заряда которых хватает на две недели работы, и может развивать скорость до 19 км/ч.

Работа над первым таким человекоподобным роботом началась в управлении еще в 1997 году. Идея проекта состояла в том, чтобы создать гуманоида, который мог бы помочь космонавтам в выполнении задач, где нужна еще одна пара рук, а также тех, выполнение которых могло быть слишком опасным для астронавтов.

Первой моделью стал робонавт R1, разработанный в двух версиях — R1A и портативный R1B. Он был представлен в 2002 году. И если верхняя его часть оставалась неизменной, то нижняя менялась в зависимости от задач, которые робот должен был выполнять. Так, модификация R1 Zero-G для работы на космической станции имеет одну шарнирную ногу, робот модели R1 RMP, разработанный в 2003 году, вместо ноги имеет два колеса (более поздняя модель — четыре). Такой робонавт участвовал в исследованиях NASA в пустыне.

В 2006 году к разработке роботов решила присоединиться компания General Motors, и в феврале 2010 года был представлен робонавт R2. Он в четыре раза быстрее R1, более ловкий и компактный, с сенсорными датчиками на кончиках пальцев. Его грузоподъемность — 18 кг, каждой рукой он может поднять и удерживать до 2,5 кг. Работу андроида обеспечивают 38 процессоров, управляемых членами экипажа в космосе и с Земли.

Изначально планировалось, что робонавт R2 будет испытываться только на Земле, но постепенно он был модифицирован для работы в космосе: заменены материалы обшивки, добавлены дополнительные экраны для уменьшения помех, усовершенствованы процессоры. В феврале 2011 года R2 был доставлен на МКС.

Следующее поколение роботов NASA R5, или «Валькирия», было разработано Космическим центром имени Линдона Джонсона для участия в испытаниях Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) в 2013 году. R5 был спроектирован за 15 месяцев на основе более ранних моделей робонавтов NASA.

У R5 модифицированы руки с четырьмя пальцами. У него появились передняя и задняя камеры, которые могут предупредить робота о возможной опасности, и автономный источник питания. Торс робота обладает повышенной подвижностью.

​