Ånds syn på Mars. Bildekreditt: NASA / JPL. Klikk for å forstørre.
Fjernsenserende omløpere, sonder, landere og rovere returnerer forbløffende funn om solsystemet vårt. Men noen av de mest spennende geologiske og potensielt astrobiologiske stedene i familien vår med planeter og måner er farlige og vanskelige å utforske.
University of Arizona, California Institute of Technology, og U.S. Geological Survey Flagstaff-forskere foreslår et nytt romoppdragskonsept for å finne og utforske de mest vitenskapelig viktige overflater og undergrunner i hele solsystemet.
Disse neste generasjons robotoppdrag vil samtidig utforske fjerne lokaliteter på flere nivåer - fra bane, fra luften og på bakken - til hjemme i viktige geologi, hydrologi, klima og muligens astrobiologi i fjerne verdener, sa James M. Dohm fra The University of Arizona. Dohm, en planetarisk geolog i UAs avdeling for hydrologi og vannressurser, har kartlagt Mars på lokale til globale skalaer. Han er involvert i autonome langdistanse-roving, sensorvev og omløpende romfartsforsøk.
Wolfgang Fink, en besøkende medarbeider ved Caltech, Dohm og andre, diskuterer det nye oppdragskonseptet i en artikkel, "Neste generasjons robotplanetrekognosjonsoppdrag: Et paradigmeskifte," som skal publiseres i Elseviers tidsskrift for Planetarisk og romfartsvitenskap (http : //www.elsevier.com/, gå til Artikkel i Presslenke). De gikk i spissen for en teaminnsats som inkluderer Mark Tarbell, som er Finks medarbeider i Caltechs Visual and Autonomous Exploration Systems Research Lab; Trent Hare ved U.S. Geological Survey-kontoret i Flagstaff; og Victor Baker, Regents 'professor ved UA-avdelinger for hydrologi og vannressurser, planetarvitenskap og geofag.
Det nye oppdragskonseptet vil inneholde kretsende romfartøy, blimps og ballonger på planeter eller måner med tilstrekkelig atmosfære, for eksempel Titan, og mange enkle, distribuerbare mobile og immobile bakkesensorer. Disse rombårne, luftbårne og bakkemidlene vil bli programmert til å se smart på miljøet og samhandle med hverandre, og tilby et ekte "nivå-skalerbart" perspektiv som trengs for et vitenskapsdrevet oppdrag, sa Dohm.
"Vi er nå på et optimalt vindu i tid der romfartøy og luftbårne enheter kan koordinere seg med bakkebaserte sensorer, spesielt siden mye av teknologien allerede er tilgjengelig," sa Fink, en fysiker og en ekspert på bildesystemer, autonom kontroll og plass misjonsvitenskapelige analysesystemer. "Selv teknologi som for øyeblikket ikke er tilgjengelig - hovedsakelig programvare - er ganske oppnåelig."
? Det er viktig å se på lag og lag med bevis, ikke bare en type, ”sa Dohm.
For eksempel, sa Fink, kan en rover med funksjonsgjenkjenningsprogramvare se etter en unik bergart som kan inneholde et kritisk stykke av historien til Mars. "Hvis du legger til et luftbårent perspektiv, ser du også hva som er på den andre siden av bakken på samme tid, og du vet også roverens eksakte feltplassering," sa han. Orbiteren har det globale bildet av hva som skjer, og kommandoer de luftbårne og bakkenivåene under den.
Orbiteren i et skalerbart oppdrag er utstyrt med aktuell informasjon om overflaten, atmosfæren og andre funksjoner ved sin destinasjon. Sensorsuiten kan inneholde optiske og termiske kameraer, spektrometre og bakkegjennomtrengende radar. Disse instrumentene vil samle informasjon om områder som omløperens programvare gjenkjenner som mulige interessante mål gitt de overordnede misjonsvitenskapelige målene.
"Bane kan distribuere de luftbårne agentene for å se nærmere på," sa Fink. "Orbiteren kan også kommandere de luftbårne agentene om å trygt distribuere bakkeagenter til de viktigste målene. De luftbårne agentene hjelper til med å oppdage og bekrefte hovedmål. ”
"Jordmidlerne kan måle informasjon som varme eller fuktighet," sa Dohm. Eller så kan de smake på eller samle forskjellige bergarter og, i tilfelle av Mars, mulig overflatevann. Det kan være mange lette, forbrukbare sensorer, slik at selv om du mistet noen få, vil du fortsatt ha oppdrag. "
Sensorene sender informasjon tilbake til sine respektive luftbårne sonder, og til slutt til det kretsende romfartøyet. Basert på denne nye informasjonen sender orbiteren nye kommandoer som driver oppdraget.
"Plassbårne, luftbårne og bakkeagenter jobber alle sammen som feltgeolog," sa Dohm. "De analyserer informasjon for å danne en arbeidshypotese." De ville være ideelle for å utforske Valles Marineris, det ekspansive canyonsystemet til Mars, eller Europas antatte isbelagte hav, la han til.
I tilfellet Valles Marineris, for eksempel, sa Dohm, ville det kretsløpende romskipet distribuere sensorer som ville overføre værforholdene tilbake til romskipet. Hvis sensorene gir romfartøyet en god værrapport - for eksempel ikke mye vind, vil romfartøyet da frigjøre ballongene eller blimpene. Disse luftbårne agentene ville starte sine søk etter mål som er viktige for oppdragsmålene, samle inn og legge til ny informasjon mens de går og distribuere bakkeagenter på lovende kandidatsteder. Grunnagentene ville samle inn og returnere data til de luftbårne sonderne på høyere nivå, eller omløperen, eller begge deler. "Hvis målet på Valles Marineris var å finne mulige vannsiver eller nær overflatevann, kan en borerigg til og med bli satt ut på det mest lovende stedet," sa Dohm.
Fink og Dohm sier at det nye konseptet trenger ytterligere design, testing og bakkekjøring i forskjellige jordsmiljøer. De ser for seg feltleire for internasjonale forskere for å utforme og teste mulige nivå-skalerbare rekognoseringssystemer.
Intelligente, vitenskapsdrevne robotromsoppdrag er et tiår eller to i fremtiden, de vil være internasjonale, og de vil ha betydelig bedrifts- og privat sponsing, spår Dohm og Fink.
Original kilde: University of Arizona News Release
