Роботы исследуют лавовые трубки для создания баз на Луне

Роботы спускаются в лаву: испытание для будущих лунных баз

2 февраля 2026 года европейский исследовательский консорциум опубликовал результаты, показывающие, что группы автономных машин могут проводить разведку и картографирование темных и крутых входов в лавовые трубки — возможность, которую кратко описывают фразой «роботы спускаются в лаву». В ходе полевых испытаний на вулканическом острове Lanzarote ученые продемонстрировали скоординированную систему из трех роботов, которые вместе составляют карты лавовых окон, сбрасывают пакеты датчиков, опускают ровер-разведчик на тросе в жерла пещер и создают плотные 3D-модели внутренних помещений. Эксперимент, описанный в статье в журнале Science Robotics от 2025 года под руководством партнеров, включая Space Robotics Laboratory в University of Malaga и Немецкий исследовательский центр искусственного интеллекта (DFKI), рассматривает лавовые трубки на Луне и Марсе как реалистичные цели для будущих защищенных сред обитания.

Роботы спускаются в лаву: архитектура и фазы миссии

Концепция намеренно проста по форме, но высокотехнологична в исполнении: миссия разворачивается в четыре автономные фазы, объединяющие разнородных роботов. Во-первых, наземные аппараты взаимодействуют для создания обзорной карты местности вокруг лавового окна или входа в пещеру и определения надежных точек крепления. Во-вторых, в проем сбрасывается небольшой приборный куб с датчиками для регистрации температуры, пыли, сейсмического шума и освещенности — это легкий способ получить экологические данные из первых рук, не рискуя тяжелой машиной. В-третьих, ровер-разведчик опускается на фале или спусковом устройстве внутрь шахты. Наконец, команда приступает к расширенному исследованию внутренних помещений для создания 3D-реконструкций проходов сантиметрового масштаба.

Каждая фаза направлена на устранение определенной опасности: наземная разведка минимизирует риск для основного посадочного модуля; куб с датчиками снижает вероятность отправки колесного аппарата в смертельно опасные условия; спускающийся на тросе разведчик преодолевает вертикальные обрывы и узкие входы; а совместное картографирование несколькими роботами охватывает большие расстояния, чем мог бы один ровер. Подход опирается на современную автономию — метод одновременной локализации и построения карты (SLAM), совместное планирование маршрутов и отказоустойчивое поведение, — чтобы системы могли действовать без постоянного надзора с Земли в условиях задержки или потери связи.

Роботы спускаются в лаву: полевые испытания на Lanzarote

Команда подтвердила цепочку алгоритмов поведения в аналогах лавовых трубок на Lanzarote — вулканическом острове, чьи пещеры близки по многим характеристикам к тем, что инженеры ожидают встретить на Луне: хрупкий базальт, острые обломки пород, входы через лавовые окна и крутые обрывы. Полевые кампании 2023 года и последующие лабораторные работы показали, что общая архитектура функционирует в полном цикле. Роботы картографировали края входов, устанавливали анкеры, развертывали сенсорные кубы и спускали ровер-разведчик в лавовое окно. Испытания продемонстрировали надежное 3D-картографирование в условиях низкой освещенности и высокой запыленности, а также выявили практические аспекты управления тросом, размещения анкеров и автономного принятия решений при расхождении данных с датчиков.

В результатах, опубликованных в прошлом году, указано, над чем системе еще предстоит поработать: связь между наземными и подземными узлами, длительное энергоснабжение для внутренних миссий и повышение надежности механического спускового оборудования в условиях абразивной луноподобной пыли. Это решаемые инженерные задачи, но полевые испытания выполнили свою основную функцию: превратили лабораторный план в реалистичную последовательность действий, которая может быть адаптирована для роботизированной миссии-предшественника на Луну или Марс.

Лавовые трубки как естественные укрытия и цели для добычи ресурсов

Лавовые трубки перешли из разряда геологических курьезов в разряд стратегических приоритетов, поскольку они представляют собой готовую мощную природную преграду между астронавтами и враждебной космической средой. На Луне, где нет атмосферы и лишь фрагментарное магнитное экранирование, экипажи на поверхности сталкиваются с хроническим излучением Солнца и галактическими космическими лучами, а также с постоянным дождем из микрометеоритов. Лавовая трубка — туннель, проложенный и перекрытый прошлыми потоками базальта, — обеспечивает защиту из горных пород толщиной от метров до десятков метров, радикально снижая уровень радиационного облучения и избавляя от необходимости доставлять с Земли массивные защитные конструкции.

Геологический контекст в стиле Britannica помогает понять, почему существуют эти туннели: огромные морские базальты извергались в виде маловязких лав, способных течь на большие расстояния и образовывать перекрытые каналы. Те же потоки, что сформировали лунные моря, являются процессами, способными создавать длинные подповерхностные полости, которые инженеры теперь хотят использовать. Внутри температура более стабильна, чем на раскаленной солнцем поверхности, а слой реголита снижает риск ударов микрометеоритов и термического циклирования, повреждающего оборудование и скафандры.

Помимо убежища, лавовые трубки перспективны с точки зрения ресурсов. В них могут скапливаться и сохраняться летучие вещества, включая водяной лед в постоянно затененных участках или на глубине, а их внутреннее дно может представлять собой плотный материал, пригодный для строительства жилых модулей или установки оборудования. Для Марса лавовые трубки также обещают защиту от разреженной атмосферы планеты, частых пыльных бурь и более высоких доз радиации на поверхности.

Технические препятствия и вспомогательные технологии

Спуск роботов в лаву и их надежная работа внутри сопряжены с множеством сложных инженерных задач. Лавовые окна часто вертикальные, узкие и завалены валунами; внутри пещер нет GPS; связь работает прерывисто или блокируется скальными породами; пыль абразивна и электростатически липуча; а температурные перепады требуют надежной электроники. Полевые испытания обнажили все эти ограничения и помогли выбрать вспомогательные технологии, которые сейчас адаптируются для планетного использования.

К ключевым вспомогательным системам относятся высокопроизводительный SLAM, объединяющий данные лидара, стереовидения и инерциальных датчиков; легкие, радиационно-стойкие сенсорные кубы для первичных научных исследований; системы питания и связи по кабелю, сочетающие оптоволоконные линии передачи данных с механической прочностью; а также механизмы спуска с автоматической проверкой анкеров и дублирующими лебедками. Программное обеспечение для совместной работы, позволяющее наземному роверу принимать осторожные решения «идти/не идти» на основе показаний сенсорного куба, может предотвратить многие сценарии отказов. Кроме того, радиационно-стойкие процессоры и пылезащищенные приводы продлевают срок службы миссии, а модульное оборудование позволяет обойти поврежденный узел или заменить его другим роботом из группы.

Как лавовые трубки могут обеспечить жизнеобеспечение, энергоснабжение и долгосрочные операции

При условии тщательного картографирования, изучения и выбора, лавовая трубка может стать местом размещения обитаемой базы или логистического узла. Подземная полость обеспечивает экранирование, что снижает требования к массе стен жилого модуля при запуске, а ее тепловая стабильность упрощает системы терморегулирования. Энергия может поступать от солнечных батарей на поверхности по кабелям, проложенным через лавовое окно в трубку, либо от небольших ядерных реакторов или радиоизотопных генераторов, размещенных в устойчивых локациях; оба подхода изучаются в контексте Artemis и других лунных архитектур. Вода или связанные летучие вещества, обнаруженные роботами-разведчиками, могут питать системы жизнеобеспечения замкнутого цикла, обеспечивать водород и кислород для ракетного топлива или подвергаться электролизу для получения кислорода для дыхания.

С операционной точки зрения, нанесенные на карту трубки позволят базам расширяться в горизонтальной плоскости, размещая мастерские, теплицы и складские помещения с минимальной дополнительной защитой. Роботы незаменимы на этом первом этапе: они могут провести разведку, взять пробы и сертифицировать участок трубки до прибытия любого экипажа, заложить инфраструктуру, такую как анкеры, узлы связи и энергоснабжения, и даже заранее разместить запасы провизии. Короче говоря, роботизированные предшественники снижают риск и позволяют гораздо более амбициозное использование человеком естественно защищенного пространства, чем подход, ориентированный только на поверхность.

Статья в журнале Science Robotics от 2025 года и эксперименты под руководством University of Malaga на Lanzarote ясно дают понять, что планетные лавовые трубки — это больше не спекулятивная идея жилища, а осязаемая цель для робототехники ближайшего будущего. Следующие шаги — сделать системы устойчивыми к лунному вакууму и радиации, сертифицировать для полетов тросовое и анкерное оборудование, а также интегрировать результаты картографирования с данными орбитальной разведки для выбора лучших целей. Если эти этапы пройдут по графику, скоординированная роботизированная разведка лавовых окон может стать рутинной частью исследований Луны в следующем десятилетии — практическим предшественником защищенных баз для людей.

Источники

• Science Robotics (исследовательская статья: «Cooperative robotic exploration of a planetary skylight surface and lava cave»)
• University of Malaga — Space Robotics Laboratory (материалы полевой кампании и пресс-релиз)
• German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI) — вклад консорциума робототехники