Spirit and Opportunity ima Rdeči planet za zdaj vse zase, vendar ESA načrtuje, da bo poslal veslač, da bi plazil po površini Marsa. Namesto da bi iskal dokaze o pretekli vodi, bo ExoMars iskal sledi življenja, preteklih in sedanjosti. Če bo vse v redu, se bo ExoMars leta 2011 predstavil na Marsu.
ExoMars bo v okviru ambicioznega dolgoročnega raziskovalnega programa Aurora iskal sledi življenja na Marsu. Misija zahteva povsem nove tehnologije za samonadzorovane robote, vgrajeno avtonomijo in vrhunske vizualne senzorje terena.
V četrtem desetletju tega stoletja je Evropa lahko sodelovala v misiji na Mars na eni od največjih vesoljskih odprav človeštva doslej.
Aurora je program ESA, namenjen dolgoročnemu robotskemu in človeškemu raziskovanju Osončja, pri čemer sta Mars in Luna glavni cilji.
Človeška misija na Rdečem planetu bi bila veliko, večletno podjetje, ki bi zahtevalo fantastične, povsem nove zmogljivosti, kot so avtomatizirana tovorna plovila, predhodno razporejene zaloge in orodja ter komunikacijski in navigacijski sateliti na orbiti Marsa, podobni trenutnim Zemljinim GPS sistemom.
Znanstveniki in inženirji že delajo na ESA-jevi prvi robotski misiji "predhodnik", ExoMars, ki naj bi bila predstavljena okoli leta 2011.
ExoMars bo raziskal biološko okolje na Marsu, da bi se pripravil na nadaljnje robotske in kasneje človeške dejavnosti. Podatki iz misije bodo zagotovili tudi neprecenljiv prispevek za širše študije eksobiologije - iskanje življenja na drugih planetih.
Glavni element naloge je kolesarsko robotsko roversko vozilo, ki je po konceptu podobno kot Nasina sedanja misija Mars Rover, vendar ima različne znanstvene cilje in izboljšane zmogljivosti.
"Klasične metode neposrednega nadzora preprosto ne bodo delovale, če bomo delovali na površini Marsa v nestrukturiranem okolju."
Rover bo uporabljal sončne nizi za pridobivanje električne energije in bo potoval po skalnati oranžno-rdeči površini Marsa, pri čemer bo prevažal do 12-kilogramsko znanstveno obremenitev, vključno s prvim lahkim sistemom vrtanja, pa tudi napravo za vzorčenje in ravnanje, in nabor znanstvenih instrumentov za iskanje znakov preteklega ali sedanjega življenja.
Zaradi časovnega zamika in zapletenosti ExoMars bo sam krmaril s pametno elektrooptiko za vizualno zaznavanje in razlago okoliškega terena ter bo lahko deloval samostojno z inteligentno programsko opremo na krovu.
Samodejni nadzor velik napredek
Ta samodejni način delovanja je velik napredek za ESA, ki se dolgo uporablja za neposredno nadziranje vesoljskih plovil s pomočjo človeških krmilnikov. In ne samo, da bodo roverjevi krmilni sistemi na krovu novi.
"ExoMars bo potreboval povsem nove tehnike in tehnologijo za več vidikov zemeljskega krmilnega sistema za upravljanje roverjev, ne le nadgradnjo tistega, kar imamo danes," pravi Mike McKay, višji upravljavec vesoljskih plovil in Mars strokovnjak iz ESOC-a, ESA's Spacecraft Operations Center, v Darmstadtu, Nemčija.
Nadzorniki ESA še nikoli niso izvajali misije, ki se je premikala po površini drugega telesa; Huygens - ki se je leta 2005 uspešno dotaknil Titana - je bil atmosferska sonda in ne zemlja, čeprav je deloval kmalu po doseganju Titanove površine.
Robotska naloga: prečkati kilometre terena v iskanju življenja
V enem tipičnem primeru avtonomnega delovanja roverja lahko zemeljski krmilniki oddajajo poveljstvo na visoki ravni, ki mu sporoča, da se zapelje na znanstveno zanimivo mesto kjer koli od 500 do 2000 metrov in izvaja znanstvene operacije, kot je vrtanje pod površino in vzorčenje zemlje za življenjska znamenja. Toda vozilo bi detajle premika lotilo sam.
S 3D kamero bi pregledali tla, ustvarili digitalni model terena, preverili njegovo sedanjo lokacijo, izvedli notranje simulacije in nato sprejeli avtonomno odločitev o najboljši poti, ki ji sledi na podlagi ovir, trenutnega stanja roverja in pomislekov glede tveganja / vira. .
"Potem se bo zapeljal do cilja. Pričakujemo, da bo njegova ciljna natančnost znašala pol metra čez 20 metrov prelaza, "pravi Bob Chesson, vodja oddelka za človeške vesoljske in raziskovalne operacije v direktoratu ESA.
ExoMars dobiva od sedanjih robotskih raziskovalcev
Kot naslednja generacija robota bo ExoMars profitiral iz izkušenj sedanje generacije, vključno z NASA-ino misijo Mars Explorer Rover (MER). "Ne sramežljivo se poskušamo učiti iz izkušenj naših sestrskih agencij," pravi Chesson.
"ExoMars bo zahteval spremembo kulture; razviti moramo resnično interdisciplinarni koncept operacij. "
Inovativni nadzor tal za omogočanje avtonomnega delovanja
Za ExoMars bi bili krmilniki na Zemlji najverjetneje nameščeni v "namenski nadzorni sobi", podobni pojmu kot namenske kontrolne sobe (DCR), ki jih ESA zdaj postavlja za posamezne misije, ki krožijo po planetih.
ESOC bo služil kot celoten nadzorni center za misije (MOCC), nadzoroval je fazo izstrelitve in zgodnje orbite (LEOP), križarjenje na Mars, ločitev in pristanek modula za spuščanje in izstop roverja, pri čemer bo verjetno upravljanje operacij površin roverja izveden iz operacijskega centra Rover, ki se nahaja v ALTEC-u, naprednem inženirskem centru za logistično tehnologijo, v Torinu, Italija.
"Zasnova sistema roverja za upravljanje tal ali zemeljskega segmenta je odvisna od znanstvenih in operativnih ciljev roverja, ki še niso dokončni, zato se zemeljski sistem še vedno razvija," pravi Chesson. "Načeloma bi bile osnovne funkcije telemetrije in telekomand v bistvu enake kot zdaj, vendar bodo imele bistveno nove zmogljivosti, ki bodo omogočale avtonomno delovanje roverja."
"Pustimo otroka na sprehod"
Sistem zemeljske kontrole bo vsaj zahteval računalniške zmogljivosti, ki bodo omogočale orodja za načrtovanje misij na visoki ravni in omogočili spremljanje digitalnega terenca roverja in 3D modeliranje, načrtovanje zemeljske poti in usmeritve, simulacijo na terenu in tesno vključevanje v nadzor nad nosilnostjo in znanstveno operacije.
"Klasične metode neposrednega krmiljenja preprosto ne bodo delovale, če bomo delovali na površini Marsa v nestrukturiranem okolju in s precejšnjo zamudo signala," pravi Reinhold Bertrand, inženir načrtovanja in strokovnjak za robotiko pri ESOC. "ExoMars bo zahteval spremembo kulture; moramo "pustiti otroka, da hodi sam", medtem ko razvijamo resnično interdisciplinarni koncept operacij. "
Izvirni vir: ESA News Release
