Исследования космоса порой поворачиваются неожиданной стороной. На Международную космическую станцию отправляется корабль Dragon, движущей силой которого стала ракета Falcon 9. В числе прочего корабль доставит на МКС новый прибор для создания искусственных мышц. Технология предназначена не только для производства протезов, но и для космической робототехники. Одна из задач испытаний – проверить пригодность технологии для использования в космосе, в частности, в дальних полётах.
Ленор Расмуссен, разработавшая основу технологии, дала ей имя Synthetic Muscle. В основе искусственных мышц – электроактивный полимер в состоянии геля. В ответ на раздражение электричеством он меняет форму или размер. Собственно, способность расширяться и сжиматься позволяет EAP работать на том же принципе, что и мышцы живых существ. Кроме создания протезов, никто не мешает использовать полимерные мышцы в движущихся частях роботов.
Роботы – неотъемлемая часть исследования космоса, с его экстремальными и часто непредвиденными условиями. Они лучше, чем люди, приспособлены выдерживать космическое излучение, к тому же не так ограничены временем при работе в сложных условиях вне станций. Если в открытом космосе или агрессивной среде нужны постоянные работы, с этим лучше всего справятся роботы.
Однако существует целый ряд проблем, которые нужно решить для полноценного использования «мускульных» роботов в невесомости, при изменённой гравитации, в экстремальных температурных условиях и т.д.
Первая задача – добиться от полимерных мышц идеальной управляемости с помощью электрических импульсов. Основа конструкции должна при этом иметь высокую прочность, материалом для неё должны стать сталь или титан. Как соединить их, подобно соединению костей и мышц в живом организме? Принстонская лаборатория физики и энергетики (США) предложила свой ответ. Для прочного соединения геля и металла поверхность на участке присоединения проходит через обработку плазмой. Это придаёт поверхности металла нужные свойства.
Вторая задача – проверить пригодность полимера к использованию в космосе. Ещё в рамках наземных испытаний исследователи подвергли искусственные мышцы гамма-излучению в дозе, в 20 раз превышающей смертельную для человека – 300 тысяч рад. Примерно такой объём излучения получает корабль при перемещении от Земли к Марсу. Успешно пройдя первый тест, полимерные мускулы подверглись более жёсткому воздействию, соответствующему по дозе полёту с Земли к Юпитеру. Как уверяют исследователи, под воздействием излучения полимер всего лишь изменил цвет, что никак не повлияло на его электропроводность и (соответственно) работоспособность.
Температурные тесты включали в себя охлаждения почти до абсолютного нуля. При температуре -271° C (всего на два градуса выше предельного значения) материал показывал себя вполне работоспособным.
Теперь испытания переходят в космическую фазу. После предварительных тестов на Земле материал отправляют на МКС, где аппарат, основанный на полимерных мышцах, для начала проведёт 90 суток за бортом внутреннего модуля. Исследователи будут получать фотоотчёты каждые три недели и сравнивать их с контрольным образцом, оставшимся на Земле.
Поводов для пессимизма нет, говорит инженер из Принстона Чарльз Дженталь, тесно работающий с Ленор Расмуссен. Успешные результаты, полученные на Земле, должны повториться и в космосе. Следующим этапом испытания должна стать отправка работающих полимерных мускулов на Марс с очередным роботом.