"Дух і можливість" на даний момент мають Червону планету все для себе, але ESA планує надіслати власний ровер для повзання на поверхню Марса. Замість того, щоб шукати докази минулої води, ExoMars шукатиме сліди життя як минулого, так і теперішнього. Якщо все піде добре, ExoMars запустить на Марс у 2011 році.
В рамках амбітної довготривалої програми розвідки Аврори ExoMars шукатиме сліди життя на Марсі. Місія вимагає абсолютно нових технологій для самокерованих роботів, вбудованої автономії та передових візуальних датчиків місцевості.
Четверте десятиліття цього століття могло бачити, як Європа бере участь у пілотованій місії на Марс у одній з найвеличніших космічних експедицій людства.
"Аврора" - це програма ESA, спрямована на тривале робототехнічне та людське дослідження Сонячної системи, а Марс і Місяць є головними цілями.
Людська місія на Червоній планеті була б великим, багаторічним завданням, яке вимагало б фантастичних, абсолютно нових можливостей, таких як автоматизовані вантажні судна, попередньо налаштовані запаси та інструменти, а також супутники зв'язку та навігації на орбіті Марса, подібні до сучасних GPS-систем Землі.
Вчені та інженери вже працюють над першою робочою місією ESA "попередник", ExoMars, яка повинна бути запущена близько 2011 року.
ExoMars вивчить біологічне середовище на Марсі, готуючись до подальшої роботизованої, а згодом і людської діяльності. Дані місії також дадуть неоціненний внесок для більш широких досліджень екзобіології - пошуку життя на інших планетах.
Основним елементом місії є колесний робототехнічний ровер, подібний за концепцією до нинішньої місії NASA Mars Rover, але має різні наукові цілі та вдосконалені можливості.
"Класичні методи прямого управління просто не спрацюють, коли ми працюємо на поверхні Марса в неструктурованому середовищі".
Ровер буде використовувати сонячні масиви для отримання електроенергії та буде подорожувати по скелястій оранжево-червоній поверхні Марса, транспортуючи до 12-кілограмових наукових навантажень, включаючи першу в історії легку систему буріння, а також пристрій для відбору проб та обробки, і набір наукових інструментів для пошуку ознак минулого чи теперішнього життя.
Завдяки затримці та складності відстані ExoMars самостійно орієнтується за допомогою «розумної» електрооптики для візуального відчуття та інтерпретації навколишнього рельєфу та зможе працювати автономно за допомогою інтелектуального бортового програмного забезпечення.
Автоматизоване управління велике заздалегідь
Цей автоматизований режим роботи є головним успіхом для ESA, давно використовується для управління космічними кораблями безпосередньо за допомогою людських контролерів. І не тільки нові бортові системи управління ровером будуть новими.
"ExoMars вимагатиме абсолютно нових методик і технологій для декількох аспектів системи управління наземним ровером, а не лише оновлення того, що ми маємо сьогодні", - каже Майк Маккей, старший контролер космічних кораблів та експерт Марса, що базується на ESOC, операціях космічних апаратів ESA Центр, у Дармштадті, Німеччина.
Контролери ESA ніколи раніше не виконували місію, яка рухалася на поверхні іншого корпусу; Гюйгенс - який вдало торкнувся Титану в 2005 році - був атмосферним зондом, а не землею, хоча він функціонував коротко після досягнення титану.
Робототехнічне завдання: проїхати кілометри місцевості в пошуках життя
В одному типовому прикладі автономної експлуатації ровера, наземні диспетчери можуть радіопередавати команду високого рівня, яка дозволяє йому їхати на науково цікаве місце десь від 500 до 2000 метрів і проводити наукові операції, такі як буріння під поверхнею для відбору проб грунту. за життєвими знаками. Але транспортний засіб впорався б із деталями ходу самостійно.
Він буде обстежувати землю за допомогою 3D-камери, створювати цифрову модель місцевості, перевіряти її теперішнє місце розташування, запускати внутрішні симуляції, а потім приймати автономне рішення щодо найкращого шляху, який слід слідувати, виходячи з перешкод, поточного стану ровера та ризиків / ресурсів .
«Тоді він під'їде до мети. Ми очікуємо, що його цільова точність буде знаходитися в межах півтора метрів над пробігом 20 метрів », - каже Боб Чессон, керівник департаменту операцій з космічних польотів та розвідувальних робіт в дирекції операцій ESA.
ExoMars отримує прибуток від сучасних роботодавців
Як наступне покоління робота, ExoMars отримає прибуток від уроків, отриманих у поточного покоління, включаючи місію NASA Mars Explorer Rover (MER). "Ми не соромимось намагатися вчитися на досвіді наших сестринських агентств", - каже Чессон.
«ExoMars вимагатиме змін у культурі; ми повинні розробити справді концепцію міждисциплінарних операцій ».
Інноваційний наземний контроль для забезпечення автономного функціонування
Для ExoMars контролери на Землі, швидше за все, будуть розташовані у «спеціалізованій контрольній кімнаті», подібній за концепцією до спеціалізованих контрольних кімнат (DCR), які зараз ESA встановлює для окремих місій, що орбітають планети.
ESOC буде виконувати функцію загального центру управління місійними операціями (MOCC), керуючи фазою запуску та ранньої орбіти (LEOP), круїзом на Марс, розділенням та посадкою модуля спуску та виходу ровера, з імовірним управлінням операціями над поверхнею ровера проводиться з Центру експлуатації Rover, розташованого в ALTEC, Інженерному центрі передових логістичних технологій, в м. Турін, Італія.
"Конструкція системи наземного управління ровером, або наземного сегмента, залежить від наукових та експлуатаційних цілей ровера, які ще не є остаточними, тому наземна система все ще розвивається", - каже Чессон. "В принципі, основні функції телеметрії та телекомунікацій були б по суті такими ж, як і зараз, але вони матимуть значно нові можливості для забезпечення автономного функціонування ровера".
"Відпустити дитину гуляти"
Система наземного управління потребуватиме, принаймні, засобів обчислювальної техніки, щоб забезпечити інструменти планування місій високого рівня та дозволити моніторинг цифрового рельєфу ровера та 3D-моделювання, планування наземного шляху та траєкторій, наземне моделювання та тісна інтеграція з контролем корисної навантаження та науковим навантаженням. операції.
"Класичні методи прямого управління просто не спрацюють, коли ми працюємо на поверхні Марса в неструктурованому середовищі та зі значним затримкою сигналу", - говорить Рейнгольд Бертран, інженер-планувальник та експерт з робототехніки ESOC. «ExoMars вимагатиме змін у культурі; ми повинні «дозволити дитині ходити самостійно», поки ми розробляємо справді концепцію міждисциплінарних операцій ».
Оригінальне джерело: ESA News Release
