Представлен энергетически автономный робот для океанологических исследований

Известная многочисленными дронами собственной разработки компания AeroVironment (США) представила робота по имени «Луна-рыба» (Mola).

Такое название досталось экспериментальному роботу не только за уплощённую форму, отдалённо напоминающую крупнейшую костистую рыбу. Как и она, аппарат периодически всплывает к поверхности — причём не только для радиопередачи данных со своих сенсоров, но и для подпитки в условиях пасмурной погоды и прочего ограниченного солнечного излучения. (Кстати, для чего всплывает настоящая луна-рыба — ихтиологи точно не знают: то ли для того, чтобы птицы склёвывали внешних паразитов, то ли солнечный свет помогает рыбе — нагревом — переваривать пищу.)

Предельная простота дрона, не требующего водоизмещающего корпуса, позволила собрать его из уже имеющихся на рынке компонентов. (Фото IEEE Spectrum.)

С роботом в этом смысле проще. Дело в том, что до его солнечных батарей из аморфного кремния доходит примерно 5% того количества солнечной энергии, которое получает поверхность океана. При этом интенсивность излучения падает по мере нарастания глубины, а потому глубже 20 м Mola никогда не поплывёт. Но и подняться при шторме робот не может — снабжён балластом. Благодаря плавникам с большой поверхностью, приводимым в действие сплавами с памятью формы, Mola может перемещаться с постоянной скоростью в 4 км/ч.

Почему был выбран столь необычный подход — медленный робот со скоростью пешехода (50 км за световой день) и рахитичным энергоснабжением (вода сильно поглощает солнечное излучение)? На деле всё просто. Да, плавающий робот вроде бы более эффективен в энергетическом смысле. Но его надо делать из прочных материалов с отсеками и системой выравнивания при помощи автоматизированных контрзатоплений. Значит, конструкция становится резко жёстче, прочнее — одним словом, тяжелее. А более прочной конструкции понадобится бóльшая площадь фотоэлементов, что утяжеляет аппарат, и так далее. Поэтому лучший способ преодолеть проблемы прочности — избежать их.

Живая луна-рыба, конечно, выглядит представительнее. (Фото Per-Ola Norman / Wikimedia Commons.)

Робот не несёт значительных батарей (только для ночного сбора информации). Но как он тогда действует в тёмное время суток? А никак: просто дрейфует, дожидаясь рассвета. Для мониторинга океана или пассивной автоматизированной акустической разведки вариант беспроигрышный. А вот будь робот плавающим, обеспечить его безопасность при дрейфе в шторм было бы очень непросто, особенно при столь небольшой массе.

В качестве особенно важного преимущества отмечается предположительная долговечность. Отсутствие сильных механических воздействий под водой и щадящий температурный режим работы кремниевых фотоэлементов, полагают разработчики, позволит роботу находиться в активном состоянии без покидания водной среды не менее 25 лет.

В настоящее время компания планирует расширенные испытания дрона с «заплывом» значительной длительности.

Подготовлено по материалам IEEE Spectrum.