לרוח והזדמנות יש את הפלנטה האדומה לעצמם לעת עתה, אך ESA מתכננת לשלוח מכונית משוטפת משל עצמה לזחול את פני מאדים. במקום לחפש אחר עדויות למי עבר, ExoMars תחפש אחר עקבות חיים, בעבר ובהווה. אם הכל ילך כשורה, ExoMars תשיק למאדים בשנת 2011.
כחלק מתוכנית הבדיקה השאפתנית של ארגון ESA, ארוכת הטווח, ExoMars תחפש אחר עקבות חיים במאדים. המשימה דורשת טכנולוגיות חדשות לחלוטין לרובוטים בשליטה עצמית, אוטונומיה מובנית וחיישני שטח חזותיים חדישים.
העשור הרביעי של המאה הנוכחית יכול היה לראות את אירופה משתתפת במשימה מאוישת למאדים במה שתהיה אחת ממסעות החלל הגדולות ביותר של האנושות אי פעם.
אורורה היא התוכנית של ESA המכוונת לחקירה רובוטית ואנושית ארוכת טווח של מערכת השמש, כאשר מאדים והירח הם היעדים העיקריים.
משימה אנושית לכוכב האדום תהיה התחייבות רב-שנתית מרכזית הדורשת יכולות פנטסטיות חדשות לחלוטין כמו ספינות מטען אוטומטיות, אספקה וכלים קבועים מראש, ולווייני תקשורת וניווט במסלול של מאדים הדומים למערכות ה- GPS הנוכחיות של כדור הארץ.
מדענים ומהנדסים כבר עובדים על משימת 'מבשר' הרובוטית הראשונה של ESA, ExoMars, שצפויה לצאת לאוויר בשנת 2011.
ExoMars תחקור את הסביבה הביולוגית במאדים כהכנה לפעילות רובוטית נוספת ובהמשך גם אנושית. נתונים מהמשימה יספקו גם קלט שלא יסולא בפז למחקרים רחבים יותר של האקסוביולוגיה - חיפוש חיים בכוכבי לכת אחרים.
המרכיב העיקרי במשימה הוא רכב רובר רובוטי בעל גלגלים, הדומה בתפיסה למשימת Mars Rover הנוכחית של נאס"א, אך בעל יעדים מדעיים שונים ויכולות משופרות.
"שיטות בקרה ישירות קלאסיות פשוט לא עובדות כשאנחנו פועלות על פני מאדים בסביבה לא מובנית."
המשוטר ישתמש במערכי שמש לייצור חשמל וייסע מעל פני השטח האדומים הכתומים-אדומים של מאדים, יעביר עומס מדעי של עד 12 קילוגרם הכולל מערכת קידוחים קלילה ראשונה, כמו גם מכשיר לדגימה וטיפול, ומערכת כלים מדעיים לחיפוש אחר סימנים של חיים בעבר או בהווה.
בשל פיגור זמן ומורכבות המרחק, ExoMars ינווט בעצמו באמצעות אלקטרואופטיקה 'חכמה' כדי לחוש חזותית ולפרש את השטח שמסביב ויכולה לפעול באופן אוטונומי באמצעות תוכנת לוח אינטליגנטית.
שליטה אוטומטית היא התקדמות משמעותית
דרך פעולה אוטומטית זו מהווה התקדמות משמעותית עבור ESA, ששימשה זמן רב לשליטה בחלליות ישירות באמצעות בקרי אנוש. ולא רק מערכות הבקרה המשולבות של הרובר יהיו חדשות.
"ExoMars ידרוש טכניקות וטכנולוגיה חדשות לחלוטין למספר היבטים של מערכת בקרת הכונן בסביבות האדמה, ולא רק שדרוג של מה שיש לנו כיום," אומר מייק מקיי, בקר חללית בכיר ומומחה מאדים, מבוסס על ESOC, פעולות החלל של ESA המרכז, בדרמשטאדט, גרמניה.
בקרי ESA מעולם לא הפעילו משימה שזזה על פני גוף אחר; הויגנס - שיצר בהצלחה את טיטאן בשנת 2005 - היה גשוש אטמוספרי ולא נחת, אף שהוא תפקד זמן קצר לאחר שהגיע לפני השטח של טיטאן.
משימה רובוטית: חציית קילומטרים של שטח בחיפוש אחר חיים
בדוגמה טיפוסית אחת למבצע האוטונומי של הרובר, בקרי קרקע עשויים להשמיע פקודה ברמה גבוהה המורה לו לנסוע למקום מעניין מבחינה מדעית מכל מקום בין 500-2000 מטר ולבצע פעולות מדעיות, כמו קידוח מתחת לפני השטח כדי לדגום אדמה. לסימני חיים. אך הרכב היה מטפל בפרטי המהלך בכוחות עצמו.
זה היה סוקר את הקרקע באמצעות מצלמת תלת מימד, יוצר מודל שטח דיגיטלי, מאמת את מיקומו הנוכחי, מריץ הדמיות פנימיות ואז מקבל החלטה אוטונומית על הדרך הטובה ביותר ללכת בה, על בסיס מכשולים, מצבו הנוכחי של הרובר ושיקולי סיכונים / משאבים. .
"ואז זה יניע את עצמו למטרה. אנו מצפים שדיוק היעד שלו יהיה במרחק של מטר וחצי מעל קו מעבר של 20 מטר ", אומר בוב שחסון, ראש מחלקת פעולות זרימת החלל האנושית ובחקר במנהל התפעול של ESA.
רווחי ExoMars מחוקרים רובוטיים נוכחיים
כדור הדור הבא של הרובוט, ExoMars תרוויח מהלקחים שנלמדו מהדור הנוכחי, כולל משימת Mars Explorer Rover (MER) של נאס"א. "אנחנו לא מתביישים לנסות ללמוד מההתנסויות של סוכנויות האחיות שלנו", אומר שחסון.
"ExoMars ידרוש שינוי בתרבות; עלינו לפתח תפיסת פעולות בין תחומיות באמת. "
בקרת קרקע חדשנית המאפשרת תפקוד אוטונומי
עבור ExoMars, ככל הנראה, הבקרים בכדור הארץ יהיו ממוקמים ב'חדר בקרה ייעודי לרוברים ', בדומה לתפיסה לחדרי הבקרה הייעודיים (DCR) ש- ESA מקימה כעת למשימות אינדיבידואליות שמקיפות כוכבי לכת.
ESOC ישמש כמרכז הבקרה הכולל של פעולות המשימה (MOCC), השולט על שלב השיגור והמסלול המוקדם (LEOP), השייט למאדים, ההפרדה והנחיתה של מודול הירידה והמצוקה של הכביש, עם ניהול פעולות שטח רובר ככל הנראה יתנהל ממרכז מבצע רובר הממוקם באלטק, המרכז להנדסת טכנולוגיה לוגיסטית מתקדמת, בטורינו, איטליה.
"תכנון מערכת הבקרה של רובר היבשה, או קטע הקרקע, תלוי ביעדים המדעיים והתפעוליים של הרובר, שעדיין אינם סופיים, כך שמערכת הקרקע עדיין מתפתחת", אומר שחסון. "באופן עקרוני, הפונקציות הבסיסיות של הטלמטריה והתקשורת הטלקלית יהיו זהות במהותן לעכשיו, אך יהיו לה יכולות חדשות באופן משמעותי כדי לאפשר את התפקוד האוטונומי של הרובר."
'לתת לילד ללכת'
מערכת בקרת הקרקע תדרוש לפחות מתקני מחשוב כדי לאפשר כלים לתכנון משימה ברמה גבוהה ולאפשר פיקוח על השטח הדיגיטלי של הגרובר ומודלים תלת ממדיים, תוואי קרקע ותוואי מסלול, סימולציה בשטח ושילוב הדוק עם בקרת העומס והמדע. פעולות.
"שיטות בקרה ישירות קלאסיות פשוט לא עובדות כשאנחנו פועלות על פני מאדים בסביבה לא מובנית ועם עיכוב זמן משמעותי באיתות", אומר ריינהולד ברטרנד, מהנדס תכנון ומומחה לרובוטיקה ב- ESOC. "ExoMars ידרוש שינוי בתרבות; עלינו 'לתת לילד ללכת מעצמו' בזמן שאנחנו מפתחים תפיסת פעולות בין תחומיות באמת. '
המקור המקורי: פרסום חדשות ESA
