Spirit a Opportunity mají zatím Rudou planetu pro sebe, ale ESA plánuje vyslat svůj vlastní rover, aby prolezl povrch Marsu. Místo hledání důkazů o minulé vodě bude ExoMars hledat stopy života, minulé i současné. Pokud vše půjde dobře, ExoMars zahájí provoz na Mars v roce 2011.
V rámci ambiciózního dlouhodobého programu průzkumu Aurory ESA bude ExoMars hledat stopy života na Marsu. Mise vyžaduje zcela nové technologie pro samostatně ovládané roboty, vestavěné autonomie a špičkové vizuální terénní senzory.
Čtvrté desetiletí tohoto století vidělo, jak se Evropa účastní mise s posádkou na Mars, což by byla jedna z největších vesmírných expedic lidstva, jaké kdy byly.
Aurora je program ESA zaměřený na dlouhodobé robotické a lidské zkoumání sluneční soustavy, přičemž hlavním cílem jsou Mars a Měsíc.
Lidská mise na Rudé planetě by byla velkým mnohaletým závazkem, který by vyžadoval fantastické, zcela nové schopnosti, jako jsou automatizovaná nákladní plavidla, předpřipravené zásoby a nástroje a komunikační a navigační satelity na oběžné dráze Marsu podobné současným zemským GPS systémům.
Vědci a inženýři již pracují na první robotické misi „prekurzorů“ ESA, ExoMars, která má být spuštěna přibližně v roce 2011.
ExoMars prozkoumá biologické prostředí na Marsu v rámci přípravy na další robotickou a později i lidskou činnost. Data z mise také poskytnou neocenitelný vstup pro širší studium exobiologie - hledání života na jiných planetách.
Hlavním prvkem mise je kolové robotické roverské vozidlo, které je koncepčně podobné současné misi NASA Mars Rover, ale má různé vědecké cíle a vylepšené schopnosti.
"Klasické metody přímého ovládání prostě nefungují, když pracujeme na povrchu Marsu v nestrukturovaném prostředí."
Rover použije solární pole k výrobě elektřiny a bude cestovat po skalnatém oranžově-červeném povrchu Marsu, přepravující až 12 kilogramů vědeckého užitečného zatížení, včetně vůbec prvního lehkého vrtného systému, jakož i vzorkovacího a manipulačního zařízení, a soubor vědeckých nástrojů pro hledání známek minulého nebo současného života.
Vzhledem k časové prodlevě a složitosti bude ExoMars samostatně navigovat pomocí „inteligentní“ elektrooptiky k vizuálnímu snímání a interpretaci okolního terénu a bude schopen autonomně pracovat pomocí inteligentního palubního softwaru.
Automatizované řízení velký pokrok
Tento automatizovaný provozní režim je pro ESA velkým pokrokem, dlouho používaným pro přímé řízení kosmické lodi pomocí lidských kontrolérů. A nejen to, že palubní řídicí systémy vozítka budou nové.
„ExoMars bude vyžadovat zcela nové techniky a technologie pro několik aspektů řídicího systému rover na Zemi, nejen pro upgrade toho, co máme dnes,“ říká Mike McKay, vedoucí kosmická loď a odborník na Mars se sídlem v ESOC, ESA Spacecraft Operations Centrum, v Darmstadtu, Německo.
Řadiči ESA nikdy předtím neprovozovali misi, která se pohybovala po povrchu jiného těla; Huygens - který se v roce 2005 na Titanu úspěšně dotkl - byl atmosférickou sondou a ne přistát, i když po dosažení povrchu Titanu fungoval krátce.
Robotický úkol: projít kilometry terénu při hledání života
V jednom typickém příkladu autorovy autonomní operace mohou pozemní regulátoři vyslat příkaz na vysoké úrovni, který mu řekne, aby šel na vědecky zajímavé místo kdekoli od 500 do 2000 metrů a prováděl vědecké operace, jako je vrtání pod povrchem, aby se vzorkovala zemina. pro známky života. Ale vozidlo by zvládlo detaily pohybu samo o sobě.
Pomocí 3D kamery by prozkoumal zemi, vytvořil digitální terénní model, ověřil své současné umístění, spustil interní simulace a poté učinil autonomní rozhodnutí o nejlepší cestě, která má následovat, na základě překážek, současného stavu roveru a zvážení rizika / zdroje .
"Pak se sám dovede k cíli." Očekáváme, že jeho cílová přesnost bude v rozmezí půl metru na trati 20 metrů, “říká Bob Chesson, vedoucí oddělení lidských kosmických letů a průzkumu v operačním ředitelství ESA.
ExoMars profituje ze současných robotických průzkumníků
Jako příští generace robotů budou ExoMars těžit z poučení získaných ze současné generace, včetně mise NAS Explorer Mars Explorer Rover (MER). "Nestydíme se snažit poučit se ze zkušeností našich sesterských agentur," říká Chesson.
„ExoMars bude vyžadovat změnu kultury; musíme vyvinout skutečně interdisciplinární koncepci operací. “
Inovativní pozemní ovládání umožňující autonomní fungování
Pro ExoMars by se regulátory na Zemi s největší pravděpodobností umístily ve „vyhrazené kontrolní místnosti“, která je koncepčně podobná vyhrazeným kontrolním místnostem (DCR), které nyní ESA nastavuje pro jednotlivé mise, které obíhají kolem planet.
ESOC bude sloužit jako celkové řídící středisko pro operace mise (MOCC), které řídí spouštěcí a počáteční fázi orbity (LEOP), plavbu na Mars, oddělení a přistání sestupového modulu a výstup roveru, s pravděpodobným řízením operací s roverem bude provedeno z Rover Operation Center nacházejícího se v ALTEC, Advanced Engineering Engineering Technology Center, v Turíně v Itálii.
"Návrh systému řízení vozovky nebo pozemního segmentu závisí na vědeckých a provozních cílech vozítka, které ještě nejsou konečné, takže pozemní systém se stále vyvíjí," říká Chesson. "V zásadě by základní telemetrie a telekomunikační funkce byly v zásadě stejné jako nyní, ale budou mít výrazně nové schopnosti umožňující autonomní fungování roveru."
"Nechat dítě chodit"
Systém řízení země bude vyžadovat alespoň výpočetní zařízení, které umožní nástroje plánování na vysoké úrovni a umožní monitorování digitálního terénu a 3D modelování roveru, plánování pozemních drah a trajektorií, simulaci na zemi a těsnou integraci s kontrolou užitečného zatížení a vědeckou operace.
„Klasické metody přímého ovládání prostě nefungují, když pracujeme na povrchu Marsu v nestrukturovaném prostředí a se značným zpožděním signálu,“ říká Reinhold Bertrand, inženýr plánování a robotik v ESOC. „ExoMars bude vyžadovat změnu kultury; musíme rozvíjet koncept interdisciplinárních operací.
Původní zdroj: ESA News Release
