Spirit и Opportunity пока что владеют Красной планетой, но ESA планирует отправить собственный марсоход для ползания по поверхности Марса. Вместо того, чтобы искать свидетельства прошлой воды, ExoMars будет искать следы жизни, как прошлого, так и настоящего. Если все пойдет хорошо, ExoMars отправится на Марс в 2011 году.
В рамках амбициозной долгосрочной программы исследований Авроры ЕКА ExoMars будет искать следы жизни на Марсе. Миссия требует совершенно новых технологий для роботов с самоконтролем, встроенной автономии и передовых визуальных датчиков местности.
В четвертом десятилетии этого столетия Европа может принять участие в пилотируемой миссии на Марс в рамках одной из самых грандиозных космических экспедиций человечества.
Аврора - это программа ЕКА, нацеленная на долгосрочное роботизированное и человеческое исследование Солнечной системы с Марсом и Луной в качестве основных целей.
Человеческая миссия на Красную планету была бы крупным многолетним мероприятием, требующим фантастических, совершенно новых возможностей, таких как автоматизированные грузовые суда, преднамеренные поставки и инструменты, а также спутники связи и навигации на орбите Марса, подобные нынешним системам GPS Земли.
Ученые и инженеры уже работают над первой роботизированной миссией «предшественника» ЕКА «ExoMars», запуск которой запланирован на 2011 год.
ExoMars будет изучать биологическую среду на Марсе, готовясь к дальнейшей роботизированной и, позднее, человеческой деятельности. Данные миссии также будут иметь неоценимое значение для более широкого изучения экзобиологии - поиска жизни на других планетах.
Основным элементом миссии является колесный робот-вездеход, по концепции похожий на нынешнюю миссию НАСА «Марс-ровер», но имеющий другие научные цели и улучшенные возможности.
«Классические методы прямого управления просто не работают, когда мы работаем на поверхности Марса в неструктурированной среде».
Марсоход будет использовать солнечные батареи для выработки электроэнергии и путешествовать по скалистой оранжево-красной поверхности Марса, перевозя до 12 кг научной полезной нагрузки, включая первую в мире легкую буровую систему, а также устройство для отбора проб и обработки, и набор научных инструментов для поиска признаков прошлой или настоящей жизни.
Из-за временной задержки на расстоянии и сложности ExoMars будет самостоятельно осуществлять навигацию, используя «интеллектуальную» электрооптику, чтобы визуально воспринимать и интерпретировать окружающую местность, и сможет работать автономно, используя интеллектуальное бортовое программное обеспечение.
Автоматизированный контроль крупного аванса
Этот автоматизированный режим работы является важным достижением для ЕКА, долгое время использовавшимся для управления космическими аппаратами непосредственно с помощью человеческих контроллеров. И не только бортовые системы управления ровера будут новыми.
«ExoMars потребуются совершенно новые методы и технологии для нескольких аспектов системы управления роверами на Земле, а не просто для обновления того, что мы имеем сегодня», - говорит Майк Маккей, старший диспетчер космического корабля и эксперт по Марсу, базирующийся в ESOC, ESA Spacecraft Operations Центр, в Дармштадте, Германия.
Контролеры ESA никогда ранее не выполняли миссию, которая перемещалась на поверхности другого тела; Гюйгенс - который успешно приземлился на Титане в 2005 году - был атмосферным зондом, а не посадочным аппаратом, хотя он функционировал недолго после достижения поверхности Титана.
Задача робота: пройти километры местности в поисках жизни
В одном типичном примере автономной работы ровера наземные контроллеры могут передать команду высокого уровня, приказывающую ему подъехать к интересному с научной точки зрения месту на расстоянии от 500 до 2000 метров и проводить научные операции, такие как бурение под поверхностью для отбора проб почвы. для признаков жизни. Но транспортное средство справилось бы с деталями движения самостоятельно.
Он будет обследовать землю с помощью 3D-камеры, создать цифровую модель местности, проверить ее текущее местоположение, выполнить внутреннее моделирование, а затем принять автономное решение о выборе оптимального пути, исходя из препятствий, текущего состояния ровера и факторов риска / ресурсов. ,
«Тогда он подберется к цели. Мы ожидаем, что точность его цели будет в пределах полуметра на протяжении хода 20 метров », - говорит Боб Чессон, руководитель отдела полетов в космос и исследования человека в Управлении по операциям ЕКА.
ExoMars получает прибыль от нынешних роботов-исследователей
Будучи роботом следующего поколения, ExoMars будет извлекать выгоду из уроков, извлеченных из нынешнего поколения, включая миссию НАСА Mars Explorer Rover (MER). «Мы не стесняемся учиться на опыте наших родственных агентств», - говорит Чессон.
«ExoMars потребует изменения в культуре; мы должны разработать действительно междисциплинарную концепцию операций ».
Инновационный наземный контроль для автономного функционирования
Для ExoMars контроллеры на Земле, скорее всего, будут расположены в «выделенной диспетчерской», по концепции аналогичной выделенным диспетчерским пунктам (DCR), которые ESA теперь устанавливает для отдельных миссий, которые вращаются вокруг планет.
ESOC будет служить в качестве общего центра управления операциями миссии (MOCC), контролируя запуск и начальную фазу орбиты (LEOP), круиз на Марс, отделение и посадку спускаемого модуля и выхода ровера, с вероятностью управления операциями на поверхности ровера будет проводиться в операционном центре Rover, расположенном в ALTEC, в Центре передовых технологий логистики, в Турине, Италия.
«Конструкция наземной системы управления ровером, или наземного сегмента, зависит от научных и эксплуатационных целей ровера, которые еще не окончательны, поэтому наземная система все еще развивается», - говорит Чессон. «В принципе, основные функции телеметрии и телеуправления будут практически такими же, как сейчас, но у них будут значительно новые возможности, позволяющие автономно функционировать роверу».
"Позволить ребенку ходить"
Наземная система управления, по крайней мере, потребует вычислительных средств для обеспечения высокоуровневых инструментов планирования миссий и обеспечения мониторинга цифрового рельефа местности и трехмерного моделирования, планирования пути и траектории, наземного моделирования и тесной интеграции с управлением полезной нагрузкой и научными исследованиями. операции.
«Классические методы прямого управления просто не будут работать, когда мы работаем на поверхности Марса в неструктурированной среде и со значительной задержкой сигнала», - говорит Рейнхольд Бертран, инженер по планированию и эксперт по робототехнике в ESOC. «ExoMars потребует изменения в культуре; мы должны «позволить ребенку ходить самостоятельно», пока мы разрабатываем действительно междисциплинарную концепцию операций ».
Первоисточник: ESA News Release
