Spirit a Opportunity zatiaľ majú Červenú planétu samé pre seba, ale ESA plánuje vyslať svoj vlastný rover na plazenie po povrchu Marsu. Namiesto hľadania dôkazov o minulej vode bude ExoMars hľadať stopy života, minulého aj súčasného. Ak všetko pôjde dobre, ExoMars začne na Marse v roku 2011.
Ako súčasť ambiciózneho dlhodobého programu prieskumu Aurory agentúry ESA bude ExoMars hľadať stopy života na Marse. Poslanie si vyžaduje úplne nové technológie pre samostatne ovládané roboty, vstavané autonómie a špičkové vizuálne snímače terénu.
Vo štvrtom desaťročí tohto storočia sa Európa mohla zúčastniť misie s posádkou na Mars, ktorá by bola jednou z najväčších vesmírnych expedícií ľudstva.
Aurora je program ESA zameraný na dlhodobé robotické a ľudské skúmanie slnečnej sústavy, pričom hlavným cieľom sú Mars a Mesiac.
Ľudská misia na Červenej planéte by bola veľkým viacročným záväzkom, ktorý by si vyžadoval fantastické úplne nové možnosti, ako sú automatizované nákladné lode, predpripravené zásoby a nástroje a komunikačné a navigačné satelity na obežnej dráhe Marsu podobné súčasným zemským systémom GPS.
Vedci a inžinieri už pracujú na prvej robotickej misii „prekurzorov“ agentúry ESA, ExoMars, ktorá sa má začať v roku 2011.
ExoMars bude skúmať biologické prostredie na Marse v rámci prípravy na ďalšiu robotickú a neskôr ľudskú činnosť. Údaje z misie tiež poskytnú neoceniteľný vstup pre širšie štúdie exobiológie - hľadanie života na iných planétach.
Hlavným prvkom misie je kolesové, robotické roverové vozidlo, ktoré je koncepciou podobné súčasnej misii NASA Mars Rover, ale má odlišné vedecké ciele a vylepšené schopnosti.
„Klasické metódy priameho ovládania jednoducho nefungujú, keď pracujeme na povrchu Marsu v nestrukturovanom prostredí.“
Rover použije na výrobu elektriny solárne polia a bude cestovať po skalnatom oranžovo-červenom povrchu Marsu, ktorý prepraví až 12 kilogramov vedeckého užitočného zaťaženia vrátane vôbec vôbec ľahkého vŕtacieho systému, ako aj vzorkovacieho a manipulačného zariadenia, a súbor vedeckých nástrojov na hľadanie príznakov minulého alebo súčasného života.
Kvôli časovému odstupu a zložitosti bude ExoMars navigovať pomocou inteligentnej elektrooptiky, aby vizuálne snímala a interpretovala okolitý terén, a bude schopná autonómnej prevádzky pomocou inteligentného palubného softvéru.
Automatizované riadenie veľký pokrok
Tento automatizovaný prevádzkový režim je pre ESA veľkým pokrokom, ktorý sa dlho používa na priame riadenie kozmických lodí pomocou ľudských kontrolórov. Nielenže budú palubné riadiace systémy vozítka nové.
„ExoMars bude vyžadovať úplne nové techniky a technológie pre niekoľko aspektov systému riadenia vozoviek založených na Zemi, nielen pre aktualizáciu toho, čo máme dnes,“ hovorí Mike McKay, vedúci vesmírneho riaditeľa a odborník na Mars so sídlom v ESOC, ESA Spacecraft Operations. Centrum, v Darmstadte, Nemecko.
Ovládače ESA nikdy predtým neuskutočňovali misiu, ktorá sa pohybovala po povrchu iného tela; Huygens - ktorý v roku 2005 úspešne vstúpil na Titan - bol atmosférickou sondou a nie landerom, hoci fungoval krátko po dosiahnutí Titanovho povrchu.
Robotická úloha: prejsť kilometre terénu pri hľadaní života
V jednom typickom príklade autonómnej činnosti rovera môžu pozemné riadiace jednotky vyslať príkaz na vysokej úrovni, ktorý mu povie, aby šiel na vedecky zaujímavé miesto kdekoľvek vo vzdialenosti od 500 do 2000 metrov a vykonával vedecké operácie, ako je vŕtanie pod povrchom na vzorkovanie pôdy. pre známky života. Ale vozidlo by zvládlo detaily pohybu samo o sebe.
Prostredníctvom 3D kamery by preskúmal zem, vytvoril digitálny model terénu, overil svoju súčasnú polohu, spustil interné simulácie a potom urobil autonómne rozhodnutie o najlepšej ceste, ktorou sa treba uberať, na základe prekážok, súčasného stavu roveru a zváženia rizík / zdrojov. ,
„Potom sa sám pohne k cieľu. Očakávame, že jeho cieľová presnosť bude v rámci jednej polovice metra na trati 20 metrov, “hovorí Bob Chesson, vedúci oddelenia ľudských kozmických letov a prieskumu v riaditeľstve operácií ESA.
ExoMars profituje zo súčasných robotických prieskumníkov
Ako ďalšia generácia robotov bude ExoMars ťažiť zo skúseností získaných zo súčasnej generácie, vrátane misie NAS Explorer Mars Explorer Rover (MER). „Nehanbíme sa učiť zo skúseností našich sesterských agentúr,“ hovorí Chesson.
„ExoMars si bude vyžadovať zmenu kultúry; musíme vyvinúť skutočne interdisciplinárny koncept operácií. “
Inovatívne pozemné ovládanie umožňujúce autonómne fungovanie
Pokiaľ ide o ExoMars, riadiace jednotky na Zemi by sa najpravdepodobnejšie nachádzali v „riadiacej miestnosti s rovermi“, čo je koncepčne podobné vyhradeným kontrolným miestnostiam (DCR), ktoré ESA teraz pripravuje pre jednotlivé misie, ktoré obiehajú okolo planét.
ESOC bude slúžiť ako celkové kontrolné stredisko misijných operácií (MOCC), ktoré riadi počiatočnú a počiatočnú fázu obežnej dráhy (LEOP), plavbu na Mars, oddelenie a pristátie zostupného modulu a výstup z roveru, pričom je pravdepodobné, že bude prebiehať riadenie povrchových operácií. bude vykonaná z operačného centra Rover, ktoré sa nachádza v ALTEC, v Stredisku pokročilých logistických technológií v Turíne v Taliansku
„Konštrukcia pozemného riadiaceho systému roveru alebo pozemného segmentu závisí od vedeckých a prevádzkových cieľov roveru, ktoré ešte nie sú konečné, takže pozemný systém sa stále vyvíja,“ hovorí Chesson. „Základné telemetrické a telekomunikačné funkcie by boli v zásade rovnaké ako v súčasnosti, ale budú mať výrazne nové možnosti, ktoré umožnia autonómne fungovanie vozoviek.“
„Nechajte dieťa chodiť“
Systém pozemného riadenia bude vyžadovať minimálne počítačové vybavenie, ktoré umožní nástroje na vysokej úrovni na plánovanie misií a umožní monitorovanie digitálneho terénu a 3D modelovania rovera, plánovanie pozemných trás a trajektórií, simuláciu na zemi a tesnú integráciu s riadením užitočného zaťaženia a vedeckými poznatkami. operácie.
„Klasické metódy priameho ovládania jednoducho nefungujú, keď pracujeme na povrchu Marsu v nestrukturovanom prostredí a so značným oneskorením signálu,“ hovorí Reinhold Bertrand, odborník na plánovanie a robotiku v spoločnosti ESOC. „ExoMars si bude vyžadovať zmenu kultúry; pri vývoji skutočne interdisciplinárneho konceptu operácií musíme „nechať dieťa chodiť samo o sebe“. “
Pôvodný zdroj: ESA News Release
