Исследование, проведенное учеными Университета Висконсин-Мэдисон и опубликованное в Journal of Field Robotics, показало: при моделировании условий других планет часто упускается важная деталь — как гравитация влияет на поведение песка.
На Земле песок плотный и устойчивый. Но на Луне или Марсе, где гравитация слабее, он становится рыхлым и податливым, буквально «плывет» под колесами. Это резко повышает риск того, что марсоход застрянет — как и произошло с аппаратом Spirit в 2009 году.
Проблема в том, что лабораторные испытания лишь частично имитируют пониженную гравитацию, например, с помощью подвесных тросов или облегченных копий техники. Но при этом физика самого грунта остается земной. Эту недоработку исследователи решили исправить с помощью цифрового моделирования в открытой платформе Chrono.
Они воссоздали в программе модель нового лунохода VIPER и адаптировали в симуляции физические свойства реголита. Основу расчетов составил метод гидродинамики сглаженных частиц — сложная техника, позволяющая моделировать взаимодействие частиц в рыхлой среде. Обычные вычисления заняли бы годы, но мощный графический процессор справился с задачей.
Результаты показали, например, что на 30-градусном склоне Луны колеса проскальзывают на 85%, а не на 42%, как показывали прежние модели. Авторы также предложили использовать «гранулярный аналог числа Рейнольдса» — новую метрику, которая поможет масштабировать испытания и точнее учитывать влияние гравитации на движение техники.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что Марс сам превращал себя в пустыню: жидкая вода запускала процессы, убирающие углекислый газ и охлаждающие климат.
