"Духът и възможностите" имат за сега Червената планета изцяло, но ESA планира да изпрати свой собствен роувър, който да пропълзи повърхността на Марс. Вместо да търси доказателства за минала вода, ExoMars ще търси следи от живот, минали и настоящи. Ако всичко върви добре, ExoMars ще стартира на Марс през 2011 година.
Като част от амбициозната, дългосрочна програма за проучване на Aurora, ExoMars ще търси следи от живот на Марс. Мисията изисква изцяло нови технологии за самоконтролирани роботи, вградена автономия и авангардни визуални сензори за терен.
Четвъртото десетилетие на този век можеше да види Европа да участва в пилотирана мисия до Марс в една от най-големите космически експедиции на човечеството досега.
Aurora е програмата на ESA, насочена към дългосрочното роботизирано и човешко изследване на Слънчевата система, като Марс и Луната са основните цели.
Човешката мисия на Червената планета би била голямо, многогодишно начинание, изискващо фантастични, изцяло нови възможности като автоматизирани товарни кораби, предварително поставени доставки и инструменти и комуникационни и навигационни спътници на орбита на Марс, подобно на сегашните GPS системи на Земята.
Учените и инженерите вече работят по първата роботизирана мисия на ESA „предшественик“, ExoMars, която трябва да стартира около 2011 г.
ExoMars ще изследва биологичната среда на Марс, като се подготвя за по-нататъшна роботизирана и по-късно човешка дейност. Данните от мисията също ще дадат безценен принос за по-широки изследвания на екзобиологията - търсенето на живот на други планети.
Основният елемент на мисията е колесно, роботизирано роверно превозно средство, подобно по концепция на настоящата мисия на Mars Rover на НАСА, но с различни научни цели и подобрени възможности.
„Класическите методи за директен контрол просто няма да работят, когато работим на повърхността на Марс в неструктурирана среда.“
Роувърът ще използва слънчеви масиви за генериране на електроенергия и ще пътува над скалистата оранжево-червена повърхност на Марс, транспортирайки до 12-килограмов научен полезен товар, включително първата в момента лека система за сондиране, както и устройство за вземане на проби и обработка, и набор от научни инструменти за търсене на признаци от миналия или настоящия живот.
Поради забавянето на времето и сложността на разстоянието, ExoMars ще се самонавигира, използвайки „интелигентната“ електрооптика за визуално усещане и интерпретация на околния терен и ще може да работи автономно, използвайки интелигентен бордов софтуер.
Автоматизираният контрол е основен аванс
Този автоматизиран режим на работа е голям напредък за ESA, отдавна използван за директен контрол на космически кораби с помощта на човешки контролери. И не само, че бордовите системи за управление на Rover ще бъдат нови.
„ExoMars ще изисква изцяло нови техники и технологии за няколко аспекта на системата за управление на роувърите на Земята, а не само надграждане на това, което имаме днес“, казва Майк Маккай, старши контролер на космически кораби и експерт на Марс, базиран в ESOC, операциите на космическите кораби на ESA Център, в Дармщат, Германия.
Контролерите на ESA никога досега не са изпълнявали мисия, която се е движела по повърхността на друго тяло; Хюйгенс - който докосна успешно Титан през 2005 г. - беше атмосферна сонда, а не кацател, въпреки че функционираше кратко след достигането на повърхността на Титан.
Роботизирана задача: преминаване на километри терен в търсене на живот
В един типичен пример за автономната работа на роувъра, наземните контролери могат да излъчат команда от високо ниво, която да му каже да се движи до научно интересно място от 500 до 2000 метра и да провежда научни операции, като пробиване под повърхността, за да вземе проба от почвата за житейски знаци. Но превозното средство ще се справи самостоятелно с детайлите на движението.
Той ще изследва земята с 3D камера, ще създаде цифров модел на терена, ще провери сегашното му местоположение, ще изпълни вътрешни симулации и след това ще вземе автономно решение за най-добрия път, който трябва да следва, въз основа на препятствия, текущото състояние на роувъра и съображенията за риска / ресурсите. ,
„Тогава той ще се насочи към целта. Очакваме целевата му точност да бъде в рамките на половин метър над 20 метра траверса “, казва Боб Чесон, ръководител на отдел„ Операции за човешки космически полети и проучвания “в дирекция„ Операции на ESA “.
ExoMars печели от настоящите роботизирани изследователи
Като следващо поколение робот, ExoMars ще печели от поуки от настоящото поколение, включително и от мисията на НАСА Mars Explorer Rover (MER). „Не сме срамежливи да се опитваме да се поучим от опита на нашите сестрински агенции“, казва Чесон.
„ExoMars ще изисква промяна в културата; трябва да разработим наистина интердисциплинарна концепция за операциите. "
Иновативен контрол на земята, за да се даде възможност за автономно функциониране
За ExoMars, контролерите на Земята най-вероятно ще бъдат разположени в „специална контролна зала“, подобна по концепция на специалните контролни стаи (DCR), които сега ESA създава за отделни мисии, които орбитат планети.
ESOC ще служи като цялостен център за контрол на мисиите (MOCC), контролиращ старта и фаза на ранна орбита (LEOP), круиз до Марс, разделяне и кацане на спускащия модул и изхода на роувъра, с управление на операции на повърхността на ровер да се провежда от операционния център Rover, разположен в ALTEC, Инженерния център за напреднали логистични технологии, в Торино, Италия.
„Дизайнът на системата за управление на наземния траверс или наземния сегмент зависи от научните и оперативни цели на роувъра, които все още не са окончателни, така че наземната система все още се развива“, казва Чесон. „По принцип основните функции на телеметрията и телекомуникациите ще бъдат по същество същите като сега, но ще имат значително нови възможности, които да позволят автономното функциониране на роувъра.“
„Да оставим детето да ходи“
Системата за наземно управление поне ще изисква изчислителни съоръжения, които да позволяват инструменти за планиране на мисии на високо ниво и да позволяват мониторинг на цифровия терен и 3D моделиране на роувъра, наземно планиране на траектория и траектория, симулация на място и плътна интеграция с контрола на полезния товар и научните операции.
„Класическите методи за директно управление просто няма да работят, когато работим на повърхността на Марс в неструктурирана среда и със значително закъснение на сигнала“, казва Райнхолд Бертран, инженер по планиране и експерт по роботика в ESOC. „ExoMars ще изисква промяна в културата; трябва да „оставим детето да върви самостоятелно“, докато разработваме наистина концепция за интердисциплинарни операции. “
Оригинален източник: ESA News Release
