Hengellä ja mahdollisuudella on Punainen planeetta kaikki itselleen toistaiseksi, mutta ESA suunnittelee lähettävänsä oman roverin indeksoimaan Marsin pintaa. Sen sijaan, että etsisi todisteita menneestä vedestä, ExoMars etsii elämän jälkiä, sekä menneitä että nykyisiä. Jos kaikki menee hyvin, ExoMars aloittaa Marsille vuonna 2011.
Osana ESAn kunnianhimoista, pitkäaikaista Aurora-tutkimusohjelmaa ExoMars etsii jälkiä elämästä Marsilla. Tehtävä vaatii täysin uusia tekniikoita itseohjattaville roboteille, sisäänrakennetun autonomian ja huipputekniset visuaaliset maisema-anturit.
Tämän vuosisadan neljännen vuosikymmenen aikana Eurooppa voi osallistua miehitettyyn Marsiin suuntautuvaan matkaan, joka olisi ollut ihmiskunnan kaikkien aikojen mahtavimpia avaruusmatkoja.
Aurora on ESA: n ohjelma, joka on tarkoitettu aurinkokunnan pitkäaikaiseen robottityöhön ja ihmisen etsintään, pääkohteina Mars ja Kuu.
Ihmisen tehtävä Punaiselle planeetalle olisi merkittävä, monivuotinen yritys, joka vaatii fantastisia, täysin uusia ominaisuuksia, kuten automaattiset lastialukset, ennalta asetetut tarvikkeet ja työkalut sekä Marsin kiertoradalla olevat viestintä- ja navigointisatelliitit, jotka ovat samanlaisia kuin maan nykyiset GPS-järjestelmät.
Tutkijat ja insinöörit työskentelevät jo ESA: n ensimmäisessä robottien edeltäjäoperaatiossa ExoMarsissa, joka on tarkoitus käynnistää vuoden 2011 aikana.
ExoMars tutkii Marsin biologista ympäristöä valmistellessaan edelleen robotti- ja myöhemmin ihmisen toimintaa. Operaation tiedot antavat arvokasta tietoa myös laajemmille eksobiologian tutkimuksille - elämänhaulle muille planeetoille.
Operaation pääelementti on pyörillä varustettu robotti-rover-ajoneuvo, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin NASA: n nykyinen Mars Rover -operaatio, mutta jolla on erilaiset tieteelliset tavoitteet ja parannetut ominaisuudet.
"Klassiset suorat ohjausmenetelmät eivät vain toimi, kun toimimme Marsin pinnalla rakentamattomassa ympäristössä."
Rover käyttää aurinkopaneeleja sähkön tuottamiseen ja kulkee Marsin kivisen oranssinpunaisen pinnan yli kuljettaen jopa 12 kilogramman tieteellisen hyötykuorman, joka sisältää ensimmäisen kerran kevyen porausjärjestelmän sekä näytteenotto- ja käsittelylaitteen, ja joukko tieteellisiä välineitä etsimään merkkejä menneestä tai nykyisestä elämästä.
Etäisyysviiveestä ja monimutkaisuudesta johtuen ExoMars navigoi itseään käyttämällä älykkäällä elektro-optiikalla ympäröivän maaston visuaaliseen havaitsemiseen ja tulkintaan ja pystyy toimimaan itsenäisesti älykkäiden ajoneuvojen ohjelmistojen avulla.
Automaattinen hallinta merkittävä edistysaskel
Tämä automatisoitu toimintatapa on merkittävä edistysaskel ESA: lle, joka on tottunut kauan ohjaamaan avaruusaluksia suoraan ihmisen ohjaimien avulla. Ja paitsi, että roverin laivalla olevat ohjausjärjestelmät ovat uusia.
"ExoMars vaatii täysin uusia tekniikoita ja tekniikkaa maapallon rover-ohjausjärjestelmän useille osa-alueille, ei pelkästään nykypäivän päivittämiselle", sanoo Mike McKay, vanhempi avaruusalusten ohjaaja ja Mars-asiantuntija ESOC: lla, ESA: n avaruusalusten toiminnassa. Center, Darmstadt, Saksa.
ESA-ohjaimet eivät ole koskaan ennen suorittaneet tehtävää, joka liikkui toisen ruumiin pinnalla; Huygens - joka kosketti menestyksekkäästi Titania vuonna 2005 - oli ilmakehän koetin eikä laskeutuja, vaikka se toimi vähän sen jälkeen kun oli saavuttanut Titanin pinnan.
Robottitehtävä: kulkeva kilometriä maastoa etsimään elämää
Yhdessä tyypillisessä esimerkissä roverin itsenäisestä toiminnasta maa-ohjaimet saattavat radiota korkean tason komennon, joka käskee sen ajamaan tieteellisesti mielenkiintoiseen kohtaan missä tahansa 500 - 2000 metrin päässä ja suorittamaan tieteellisiä toimenpiteitä, kuten poraamaan pinnan alla näytteenottoa varten elämän merkkejä varten. Mutta ajoneuvo käsittelisi muuton yksityiskohdat yksin.
Se kartoittaisi maata 3D-kameralla, tekisi digitaalisen maastomallin, todentaisi sen nykyisen sijainnin, suorittaisi sisäiset simulaatiot ja tekisi sitten itsenäisen päätöksen parhaasta reitistä, jota seurata esteiden, roverin nykyisen tilan ja riski- / resurssinäkökohtien perusteella. .
”Sitten se ajaa itsensä maaliin. Odotamme sen tavoitetarkkuuden olevan puolen metrin sisällä 20 metrin poikittaissuunnassa ”, kertoo ESA: n operatiivisen osaston ihmisten avaruuslennon ja tutkimustoiminnan osaston päällikkö Bob Chesson.
ExoMars tuottaa nykyisiltä robottimatkailijoilta voittoja
Seuraavana robotin sukupolvena ExoMars hyötyy nykyisen sukupolven oppeista, mukaan lukien NASA: n Mars Explorer Rover (MER) -operaatio. "Emme ole ujoja yrittäessämme oppia sisaryhtiöidemme kokemuksista", Chesson sanoo.
”ExoMars vaatii muutosta kulttuuriin; meidän on kehitettävä todella monitieteinen toimintakonsepti. ”
Innovatiivinen maanhallinta autonomisen toiminnan mahdollistamiseksi
ExoMars: n kohdalla maan päällä olevat ohjaimet sijoittuisivat todennäköisimmin "rover-omistettuun ohjaushuoneeseen", joka on periaatteessa samanlainen kuin omistettu ohjaushuone (DCR), jonka ESA nyt perustaa yksittäisiin tehtäviin, jotka kiertävät planeettoja.
ESOC toimii koko operaation ohjauskeskuksena (MOCC), joka ohjaa käynnistys- ja aikaista kiertoratavaihetta (LEOP), risteilyä Marsiin, laskeutumismoduulin ja roverin poistumisen erottelua ja laskeutumista, ja todennäköisesti roverin pintaoperaatioiden hallinta toteutetaan Rover-operaatiokeskuksesta, joka sijaitsee ALTECissä, Advanced Logistic Technology Engineering Center, Torinossa, Italiassa.
"Rover-maanohjausjärjestelmän tai maa-segmentin suunnittelu riippuu roverin tieteellisistä ja toiminnallisista tavoitteista, jotka eivät ole vielä lopullisia, joten maajärjestelmä on edelleen kehittymässä", Chesson sanoo. "Periaatteessa telemetrian ja kaukokomennon perustoiminnot olisivat olennaisesti samat kuin nyt, mutta sillä on huomattavasti uusia ominaisuuksia, jotta roverin autonominen toiminta mahdollistaisi."
"Annetaan lapsen kävellä"
Maapallon ohjausjärjestelmä vaatii ainakin laskentatoimenpiteet korkean tason tehtävänsuunnittelutyökalujen mahdollistamiseksi ja roverin digitaalisen maaston ja 3D-mallinnuksen seuraamiseksi, maanpinnan ja radan suunnittelun, maassa tapahtuvan simuloinnin ja tiiviin integroinnin hyötykuorman hallintaan ja tieteelliseen käyttöön toimintaa.
"Klassiset suorat ohjausmenetelmät eivät vain toimi, kun toimimme Marsin pinnalla rakentamattomassa ympäristössä ja huomattavalla signaalin aikaviiveellä", sanoo ESOC: n suunnitteluministeri ja robotiikan asiantuntija Reinhold Bertrand. ”ExoMars vaatii muutosta kulttuuriin; meidän on annettava lapsen kävellä yksin, kun kehitämme todella monitieteisen toimintakonseptin. "
Alkuperäinen lähde: ESA-lehdistötiedote
