ЛУНОЗАВР — лунный зонд,
анализирующий внутренние рельефы
Автор: Юрий Чукмарев, 17 лет
ДТ «Кванториум»
г. Кингисепп

Руководители:
Ракчеев Алексей Анатольевич
Мавлиханов Рамиль Наильевич
Состав команды
  • Юрий Чукмарев

    Инженер-конструктор и разработчик программного обеспечения для модели лунного зонда, анализирующего рельефы

    (далее-ЛУНОЗАВР)


    Наставники проекта:

    • Алексей Анатольевич Ракчеев – наставник космоквантума, педагог дополнительного образования ДТ «Кванториум» г. Кингисепп

    • Рамиль Наильевич Мавлиханов – инженер – программист, педагог дополнительного образования ДТ «Кванториум» г. Кингисепп

Проблематика проекта
В настоящее время существует ряд ключевых проблем, с которыми сталкивается современное освоение Луны.

  1. Во-первых, это проблема неизученности подповерхностного пространства — несмотря на сотни обнаруженных пещер и лавовых труб, мы фактически не имеем достоверных данных об их внутренней структуре, стабильности сводов и потенциальных ресурсах.
  2. Во-вторых, существующие луноходы и орбитальные аппараты физически не способны исследовать эти объекты из-за технических ограничений: они не приспособлены для работы в полной темноте, не могут преодолевать вертикальные шахты и зависят от солнечного света.
  3. В-третьих, отсутствие детальных карт пещер создает серьезные риски для будущих пилотируемых миссий — без точных данных о геометрии полостей и свойствах грунта невозможно безопасно планировать строительство баз.
Наш проект решает эти проблемы через создание специализированного автономного зонда, способного работать в экстремальных условиях лунных пещер. Он обеспечит детальную 3D-картографию подповерхностного пространства, обнаружение запасов водяного льда в вечной мерзлоте и оценку геологической стабильности для строительства.
Актуальность проекта
Лунные пещеры представляют огромный научный и практический интерес для будущего освоения космоса. Однако их изучение сопряжено с рядом сложностей: отсутствие освещения, сложный рельеф, потенциальная нестабильность пород и ограниченная связь с Землей. В этом контексте робот-картограф становится ключевым инструментом для безопасного и эффективного исследования.

Разработка лунного зонда, анализирующего рельефы — это не просто научный эксперимент, а стратегический шаг в освоении космоса. Он закладывает основу для будущих миссий, обеспечивая безопасность астронавтов, доступ к ресурсам и новые открытия о природе Луны.
Цель проекта
Создание модели робота, анализирующего и картографирующего рельефы для комплексного исследования лунных пещер с целью определения их пригодности для строительства защищённых лунных баз, добычи ресурсов (водяной лёд, минералы), и изучения геологической истории Луны.
Задачи проекта
Теоретические:
- Изучить и систематизировать опыт разработки аналогичных роботизированных систем для геопространственных исследований.
- Провести анализ принципов работы современных геопространственных технологий, включая методы автономной навигации и обработки данных.

Практические:
- Создать действующую модель лунного зонда, способную автономно исследовать территорию, анализировать рельеф и передавать данные в режиме реального времени.
- Разработать программу для управления роботом и обработки информации с его сенсоров.
- Провести тестовые испытания модели робота для проверки надежности, работоспособности, а также функциональности системы.

Аналоги



Преимущества

Недостатки

Лунозавр - робот, предназначенный для исследования и картографирования труднодоступных лунных пещер, лавовых трубок.

Компактность и мобильность: малые габариты (50х50х80см) - удобная транспортировка в стандартных посадочных модулях.

Энергоэффективность: в два раза меньше энергопотребление по сравнению аналогами.

Доступность компонентов и простата сборки: 85% деталей серийного производства.

Многофункциональность: 3D-картография, анализ грунта, поиск воды.

Ограниченная грузоподъёмность: не может перевозить крупные образцы пород.

Зависимость от наземной поддержки: сложность удалённой диагностики критических сбоев.

Риски в экстремальных условиях: потенциальные повреждения от абразивной пыли.

NASA Moon Driver - исследователь вертикальных лунных шахт и пещер.

Специализация на отвесных шахтах: оснащён тросовой системой для спуска на глубину 200м.

Мощный лидар: высокая детализация сканирования (разрешение до 2см.).

Поддержка NASA: интеграция с программой Artemis.

Ограниченная мобильность: после спуска может исследовать только зону вокруг точки посадки.

Зависимость от связи: нет полноценного ИИ для автономной работы в реальном времени.

Энергопотребление: требует мощного источника питания (проблема для длительных миссий).

ESA DAEDALUS - сферический робот для картографирования лавовых труб.

Уникальный дизайн: сферическая форма защищает датчики при падениях.

Полный обзор 360гр.: камеры и лидар размещены на выдвижных штангах.

Европейские технологии: использование энергоэффективных двигателей.

Низкая скорость: перекатывание ограничивает манёвренность в узких проходах.

Проблемы с грунтом: может застревать в рыхлом реголите.

Сложность ремонта: герметичная конструкция затрудняет замену компонентов.

Целевая аудитория
  1. Научное сообщество
Планетологи и селенологи: Специалисты по изучению Луны, заинтересованные в анализе геологии пещер, поиске следов вулканической активности, исследовании лунного реголита в закрытых полостях.

2. Инженерно-технический сектор
Космические робототехники -профессионалы, занимающиеся разработкой систем автономной навигации, созданием радиационно-стойкой электроники, проектированием механизмов для экстремальных условий.

3. Космическая индустрия
Проектировщики лунных баз оценка пригодности пещер для строительства, анализ ресурсной базы, планирование инфраструктуры.

4. Образовательная сфера
Преподаватели вузов: использование данных в учебных курсах, создание кейсов для студентов, организация практических занятий.
Потенциальные заказчики
Наш робот предназначен для четырёх ключевых групп заказчиков и пользователей, каждая из которых имеет свои потребности и мотивацию:

1.Космические агентства (государственные организации).
Потребность:
• Исследование лунных пещер для подготовки пилотируемых миссий.
• Поиск ресурсов (вода, минералы) для будущих лунных баз.
• Снижение рисков для астронавтов (разведка до отправки людей).

2. Научные институты и университеты
Потребности:
• Изучение геологии Луны и истории Солнечной системы.
• Разработка новых робототехнических и навигационных систем.

3. Образовательные организации
Потребности:
• Вовлечение учащихся в космические исследования.
• Образовательный контент (например, трансляция работы робота в реальном времени).


Государственные структуры

Стейкхолдер

Интересы

Влияние

Космические агентства (NASA, Роскосмос, ESA, CNSA)

Получение данных для лунных программ, подготовка к строительству баз

Финансирование, политическая поддержка, доступ к инфраструктуре



Представители бизнеса

Стейкхолдер

Интересы

Влияние

Космические компании (SpaceX, Blue Origin, iSpace)

Коммерческое использование Луны, логистика

Доставка робота, совместные миссии



Научное сообщество

Стейкхолдер

Интересы

Влияние

Университеты и НИИ (MIT, Caltech, МГУ)

Исследование геологии Луны, публикации

Экспертиза, кадры, независимая верификация данных

Астрономические организации

Защита лунной среды от загрязнения

Лоббирование экологических стандартов

Экономика проекта
Продвижение проекта «ЛУНОЗАВР» будет построено на сочетании цифровых технологий, образовательных инициатив и партнёрских программ. Для привлечения научного сообщества и космических компаний мы запустим таргетированную рекламу в профильных медиа (Space.com, «Новости космонавтики») и соцсетях, а также направим информационные письма в организации с описанием технологии изготовления и перспектив использования лунного зонда.
Одновременно будет запущен интерактивный сайт с 3D-моделью робота, реальными данными с его датчиков и разделом для инвесторов, где можно рассчитать потенциальную выгоду от участия в проекте.

- Микрокомпьютер RaspBerryPi3 - 10000р
- Драйвер L293D - 200р
- Датчик ультразвуковой HC-SR04 - 150р
- Одноосевой мотор-редуктор DC 3-12V - 150р × 2
-Колёса для ардуино-робота - 50р × 2
-Провода — 3р × 34
-батарейка Li-ion NCR18650 — 300р × 2
-фанера для корпуса — 200р
-фурнитура для сборки — 20р × 15
Этапы проекта и их результаты
  1. Проведен анализ существующих дронов и роботов для исследования пещер.
  2. Изучены принципы работы геопространственных технологий на примере систем радаров и лидаров.
  3. Создана модель подвижного робота, который будет автономно совершать объезд территории и передавать данные об окружающем рельефе
  4. Подобраны электронные компоненты для сборки робота и написан программный код для работы всех систем (передачи данных, движения, объезда препятствий, формирования карт )
  5. Проведены испытания и проверка работоспособности модели робота
Значимость проекта
В результате работы над проектом:
• Получены знания о технологиях дистанционного зондирования, основанных на использовании радиоволнового и лазерного излучения (радары, лидары)
• Изучены основы программирования на языке Python
• Освоены методы настройки микрокомпьютеров на примере Raspberry Pi
• Проанализированы научные проекты и технические характеристики дронов и роботов для исследования пещер.
• Своё будущее я планирую связать с инженерной профессией, поэтому уверен, что полученные знания и навыки мне обязательно пригодятся.
+7-904-642-7797
alex-say@mail.ru