Spirit and Opportunity har den røde planeten for seg selv for nå, men ESA planlegger å sende en egen rover for å krype overflaten til Mars. I stedet for å lete etter bevis på fortidens vann, vil ExoMars søke etter spor etter liv, både fortid og nåtid. Hvis alt går bra, lanserer ExoMars til Mars i 2011.
Som en del av ESAs ambisiøse, langsiktige leteprogram for Aurora, vil ExoMars søke etter spor etter liv på Mars. Oppdraget krever helt nye teknologier for selvkontrollerte roboter, innebygd autonomi og nyskapende visuelt terrengsensorer.
Det fjerde tiåret av dette århundret kunne se Europa delta i et bemannet oppdrag til Mars i det som ville være en av menneskehetens største romekspedisjoner noensinne.
Aurora er ESAs program rettet mot langsiktig robot- og menneskelig utforskning av solsystemet, med Mars og månen som hovedmål.
Et menneskelig oppdrag til den røde planeten ville være et stort, flerårig selskap som krever fantastiske, helt nye evner som automatiserte lasteskip, forhåndsplasserte forsyninger og verktøy, og kommunikasjons- og navigasjonssatellitter i Mars bane som ligner jordens nåværende GPS-systemer.
Forskere og ingeniører jobber allerede med ESAs første robot "forløper" -oppdrag, ExoMars, som skal lanseres rundt 2011.
ExoMars vil utforske det biologiske miljøet på Mars som forberedelse for videre robotisk og senere menneskelig aktivitet. Data fra oppdraget vil også gi uvurderlige innspill for bredere studier av eksobiologi - søket etter liv på andre planeter.
Hovedelementet i oppdraget er et hjulkjøret robot-kjøretøy, lignende i konsept som NASAs nåværende Mars Rover-oppdrag, men som har forskjellige vitenskapelige mål og forbedrede evner.
"Klassiske direkte kontrollmetoder fungerer bare ikke når vi opererer på overflaten av Mars i et ustrukturert miljø."
Roveren vil bruke solcelleanordninger for å generere strøm, og vil reise over den steinete oransjerøde overflaten på Mars, og transportere en vitenskapelig nyttelast på opptil 12 kilo, inkludert et første lettvekts boresystem, samt en prøvetakings- og håndteringsanordning, og et sett med vitenskapelige instrumenter for å søke etter tegn på fortid eller nåtid.
På grunn av tidsavhengighet og kompleksitet vil ExoMars selv navigere ved hjelp av ‘smart’ elektrooptikk for å visuelt fornemme og tolke det omkringliggende terrenget og vil være i stand til å operere autonomt ved hjelp av intelligent programvare ombord.
Automatisk kontroll et stort fremskritt
Denne automatiserte driftsformen er et stort fremskritt for ESA, lenge brukt til å kontrollere romfartøyer direkte ved hjelp av menneskelige kontrollere. Og ikke bare vil rover's ombord kontrollsystemer være nye.
"ExoMars vil kreve helt nye teknikker og teknologi for flere aspekter av det jordbaserte rover-kontrollsystemet, ikke bare en oppgradering av det vi har i dag," sier Mike McKay, senior romfartskontrollør og Mars-ekspert basert på ESOC, ESAs romfartsoperasjoner Center, i Darmstadt, Tyskland.
ESA-kontrollører har aldri før drevet et oppdrag som beveget seg rundt på overflaten av et annet organ; Huygens - som vellykket berørte Titan i 2005 - var en atmosfærisk sonde og ikke en lander, selv om den fungerte kort tid etter å ha nådd Titans overflate.
Robotoppgave: krysse kilometer med terreng på jakt etter liv
I et typisk eksempel på roverens autonome operasjon kan bakkekontrollere radioe opp en kommando på høyt nivå som forteller den om å kjøre til et vitenskapelig interessant sted hvor som helst fra 500 til 2000 meter unna og gjennomføre vitenskapelige operasjoner, for eksempel boring under overflaten for å prøve jord for livstegn. Men kjøretøyet ville håndtere detaljene i farten på egen hånd.
Den skulle kartlegge bakken med et 3D-kamera, lage en digital terrengmodell, bekrefte dens nåværende beliggenhet, kjøre interne simuleringer og deretter ta en autonom beslutning om den beste veien å følge, basert på hindringer, roverens nåværende status og risiko / ressurshensyn .
“Da vil den kjøre seg selv til målet. Vi forventer at målnøyaktigheten vil være innen en halv meter over en travers på 20 meter, sier Bob Chesson, leder for Human Spaceflight and Exploration Operations Department i ESAs direktorat for operasjoner.
ExoMars fortjeneste fra nåværende robotutforskere
Som neste generasjon robot vil ExoMars tjene på lærdommer fra den nåværende generasjonen, inkludert NASAs Mars Explorer Rover (MER) -oppdrag. "Vi er ikke sjenerte når vi prøver å lære av erfaringene fra søsterbyråene våre," sier Chesson.
“ExoMars vil kreve en endring i kultur; vi må utvikle et virkelig tverrfaglig driftskonsept. ”
Innovativ bakkekontroll for å muliggjøre autonom funksjon
For ExoMars ville kontrollerne på jorden mest sannsynlig være lokalisert i et ‘rover dedikert kontrollrom’, på samme måte som de dedikerte kontrollrommene (DCR) som ESA nå setter opp for individuelle oppdrag som går i bane rundt planeter.
ESOC vil fungere som det overordnede kontrollsentralen for oppdragsoperasjoner (MOCC), kontrollere oppskytnings- og tidlig bane fase (LEOP), cruise til Mars, separasjon og landing av avstigningsmodulen og rover-utgang, med styring av roveroverflateoperasjoner skal ledes fra Rover Operasjonssenter lokalisert ved ALTEC, Advanced Logistic Technology Engineering Center, i Torino, Italia.
"Utformingen av rover bakkekontrollsystem, eller bakkesegment, avhenger av de vitenskapelige og operasjonelle målene til roveren, som ennå ikke er endelige, så bakkesystemet er fortsatt i utvikling," sier Chesson. "I prinsippet vil de grunnleggende telemetri- og telekommunikasjonsfunksjonene i hovedsak være de samme som nå, men den vil ha betydelig nye muligheter for å gjøre det mulig for roverens autonome funksjon."
"La barnet gå"
Jordkontrollsystemet vil i det minste kreve databehandlingsfasiliteter for å muliggjøre høyt nivå oppdragsplanleggingsverktøy og for å tillate overvåking av roverens digitale terreng og 3D-modellering, bakkebane og baneplanlegging, simulering på bakken og tett integrasjon med nyttelastkontrollen og vitenskapelig operasjoner.
"Klassiske direkte kontrollmetoder fungerer bare ikke når vi opererer på overflaten av Mars i et ustrukturert miljø og med en betydelig signalforsinkelse," sier Reinhold Bertrand, planingeniør og robotekspert ved ESOC. “ExoMars vil kreve en endring i kultur; vi må "la barnet gå på egen hånd" mens vi utvikler et virkelig tverrfaglig operasjonskonsept. ”
Originalkilde: ESA News Release
