วิญญาณและโอกาสมีดาวเคราะห์สีแดงทั้งหมดเพื่อตัวเองในขณะนี้ แต่ ESA กำลังวางแผนที่จะส่งยานสำรวจของตัวเองเพื่อคลานพื้นผิวของดาวอังคาร แทนที่จะมองหาหลักฐานของน้ำที่ผ่านมา ExoMars จะค้นหาร่องรอยของชีวิตทั้งในอดีตและปัจจุบัน หากทุกอย่างไปได้ด้วยดี ExoMars จะเปิดตัวสู่ดาวอังคารในปี 2011
ในฐานะส่วนหนึ่งของโปรแกรมสำรวจ Aurora ระยะยาวของ ESA ExoMars จะค้นหาร่องรอยของชีวิตบนดาวอังคาร ภารกิจต้องการเทคโนโลยีใหม่ทั้งหมดสำหรับหุ่นยนต์ที่ควบคุมตนเองอิสระในตัวและเซ็นเซอร์ภาพภูมิประเทศที่ทันสมัย
ทศวรรษที่สี่ของศตวรรษนี้จะเห็นว่ายุโรปมีส่วนร่วมในภารกิจประจำวันกับดาวอังคารในการเดินทางอวกาศครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งของมนุษยชาติ
ออโรราเป็นโปรแกรมของ ESA มุ่งเป้าไปที่การสำรวจหุ่นยนต์และมนุษย์ในระยะยาวของระบบสุริยะโดยมีดาวอังคารและดวงจันทร์เป็นเป้าหมายหลัก
ภารกิจของมนุษย์ต่อโลกสีแดงจะเป็นภารกิจที่สำคัญเป็นเวลาหลายปีซึ่งต้องการความสามารถใหม่ทั้งหมดเช่นเรือบรรทุกสินค้าอัตโนมัติเสบียงและเครื่องมือที่มีบุพบทและการสื่อสารและดาวเทียมนำทางในวงโคจรดาวอังคารคล้ายกับระบบ GPS ในโลก
นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกำลังทำงานในภารกิจ ExoMars ซึ่งเป็นหุ่นยนต์ตัวแรกของ ESA ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในราวปี 2554
ExoMars จะสำรวจสภาพแวดล้อมทางชีวภาพบนดาวอังคารเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับหุ่นยนต์ต่อไปและกิจกรรมของมนุษย์ในภายหลัง ข้อมูลจากภารกิจจะให้ข้อมูลที่มีค่าสำหรับการศึกษา exobiology ในวงกว้าง - การค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น
องค์ประกอบหลักของภารกิจคือยานยนต์โรเวอร์แบบล้อเลื่อนซึ่งมีแนวคิดคล้ายกับภารกิจ Mars Rover ในปัจจุบันของนาซ่า แต่มีวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันและปรับปรุงขีดความสามารถ
“ วิธีการควบคุมโดยตรงแบบคลาสสิกจะไม่ทำงานเมื่อเราทำงานบนพื้นผิวของดาวอังคารในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีโครงสร้าง”
รถแลนด์โรเวอร์จะใช้แผงโซลาร์เซลล์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและจะเดินทางไปบนพื้นผิวดาวอังคารสีส้ม - แดงของหินโดยขนส่งน้ำหนักทางวิทยาศาสตร์ได้สูงสุด 12 กิโลกรัมรวมถึงระบบขุดเจาะน้ำหนักเบาเป็นครั้งแรก และชุดเครื่องมือวิทยาศาสตร์เพื่อค้นหาสัญญาณของชีวิตในอดีตหรือปัจจุบัน
เนื่องจากระยะเวลาล่าช้าและความซับซ้อน ExoMars จะนำทางด้วยตนเองโดยใช้ 'สมาร์ทเลนส์' เพื่อมองเห็นและตีความภูมิประเทศโดยรอบและจะสามารถปฏิบัติการด้วยตนเองโดยใช้ซอฟต์แวร์อัจฉริยะอัจฉริยะในตัว
ควบคุมอัตโนมัติล่วงหน้าที่สำคัญ
โหมดการทำงานอัตโนมัตินี้เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับ ESA ซึ่งใช้ในการควบคุมยานอวกาศโดยตรงโดยใช้อุปกรณ์ควบคุมมนุษย์ และไม่เพียง แต่ระบบควบคุมในตัวของรถแลนด์โรเวอร์จะเป็นระบบใหม่
“ ExoMars จะต้องใช้เทคนิคและเทคโนโลยีใหม่ทั้งหมดสำหรับหลาย ๆ ด้านของระบบควบคุมรถแลนด์โรเวอร์บนโลกไม่ใช่แค่การอัพเกรดสิ่งที่เรามีในวันนี้” Mike McKay ผู้ควบคุมยานอวกาศอาวุโสและผู้เชี่ยวชาญ Mars จาก ESOC ปฏิบัติการอวกาศของ ESA Center ใน Darmstadt ประเทศเยอรมนี
ผู้ควบคุม ESA ไม่เคยปฏิบัติภารกิจที่เคลื่อนไหวไปมาบนพื้นผิวของอีกหน่วยหนึ่งมาก่อน Huygens ซึ่งประสบความสำเร็จในการไต่ลงบน Titan ในปี 2005 เป็นเครื่องตรวจสภาพบรรยากาศและไม่ใช่ Lander แม้ว่ามันจะทำงานได้ในเวลาสั้น ๆ หลังจากที่ไปถึงพื้นผิวของ Titan
งานหุ่นยนต์: สำรวจกิโลเมตรของภูมิประเทศเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิต
ในตัวอย่างทั่วไปของการดำเนินการแบบอิสระของโรเวอร์ตัวควบคุมภาคพื้นดินอาจส่งสัญญาณวิทยุระดับสูงออกคำสั่งให้ขับรถไปยังจุดที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์ทุกแห่งห่างจาก 500 ถึง 2,000 เมตรและดำเนินการทางวิทยาศาสตร์เช่นการขุดใต้พื้นดิน สำหรับสัญญาณชีวิต แต่ยานพาหนะจะจัดการกับรายละเอียดของการเคลื่อนไหวด้วยตัวเอง
มันจะทำการสำรวจพื้นดินด้วยกล้อง 3 มิติสร้างแบบจำลองภูมิประเทศแบบดิจิทัลตรวจสอบตำแหน่งปัจจุบันเรียกใช้การจำลองสถานการณ์ภายในจากนั้นทำการตัดสินใจด้วยตนเองบนเส้นทางที่ดีที่สุดในการติดตามตามอุปสรรคสถานะปัจจุบันของผู้ท่องเที่ยวและการพิจารณาความเสี่ยง / ทรัพยากร .
“ จากนั้นมันจะขับรถไปยังเป้าหมาย เราคาดว่าความแม่นยำของเป้าหมายจะอยู่ในระยะครึ่งเมตรในระยะทาง 20 เมตร” Bob Chesson หัวหน้าฝ่ายปฏิบัติการอวกาศของมนุษย์และฝ่ายสำรวจในฝ่ายปฏิบัติการของ ESA กล่าว
ExoMars ได้กำไรจากนักสำรวจหุ่นยนต์ในปัจจุบัน
ในฐานะหุ่นยนต์ยุคต่อไป ExoMars จะได้กำไรจากบทเรียนที่เรียนรู้จากคนรุ่นปัจจุบันรวมถึงภารกิจ Mars Explorer Rover (MER) ของนาซ่า “ เราไม่อายที่จะเรียนรู้จากประสบการณ์ของตัวแทนน้องสาว” Chesson กล่าว
“ ExoMars จะต้องเปลี่ยนแปลงวัฒนธรรม เราต้องพัฒนาแนวคิดการดำเนินงานแบบสหวิทยาการอย่างแท้จริง”
นวัตกรรมการควบคุมภาคพื้นดินเพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างอิสระ
สำหรับ ExoMars ผู้ควบคุมบนโลกน่าจะอยู่ใน 'ห้องควบคุมพิเศษ' ซึ่งคล้ายกับแนวคิดของห้องควบคุมเฉพาะ (DCR) ที่ ESA ตั้งขึ้นสำหรับภารกิจแต่ละภารกิจที่โคจรรอบดาวเคราะห์
ESOC จะทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมการปฏิบัติภารกิจโดยรวม (MOCC), ควบคุมการเปิดตัวและช่วงเริ่มต้นของวงโคจร (LEOP), การล่องเรือไปยังดาวอังคาร, การแยกและการเชื่อมโยงไปถึงโมดูลโคตรและทางลาดออกนอกพื้นที่ จะดำเนินการจากศูนย์ปฏิบัติการ Rover ตั้งอยู่ที่ ALTEC ศูนย์วิศวกรรมเทคโนโลยีโลจิสติกขั้นสูงในตูรินประเทศอิตาลี
“ การออกแบบระบบควบคุมภาคพื้นดินแบบโรเวอร์หรือภาคพื้นดินขึ้นอยู่กับเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติงานของยานสำรวจซึ่งยังไม่เป็นที่สิ้นสุดดังนั้นระบบภาคพื้นดินจึงยังคงพัฒนาต่อไป” Chesson กล่าว “ โดยหลักการแล้วฟังก์ชั่น telemetry และ telecommand ขั้นพื้นฐานจะเหมือนกันในตอนนี้ แต่มันจะมีความสามารถใหม่ที่มีนัยสำคัญเพื่อให้การทำงานแบบอิสระของ rover”
'ปล่อยให้เด็กเดิน'
อย่างน้อยระบบการควบคุมภาคพื้นดินจำเป็นต้องมีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เพื่อเปิดใช้งานเครื่องมือการวางแผนภารกิจระดับสูงและเพื่อให้สามารถตรวจสอบภูมิประเทศดิจิทัลและการสร้างแบบจำลอง 3 มิติของโรเวอร์การวางแผนเส้นทางภาคพื้นดินและเส้นทางโคจรการจำลองบนพื้นดิน การดำเนินงาน
“ วิธีการควบคุมโดยตรงแบบคลาสสิคจะไม่ทำงานเมื่อเราทำงานบนพื้นผิวของดาวอังคารในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีโครงสร้างและมีการหน่วงเวลาสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ” Reinhold Bertrand วิศวกรวางแผนและผู้เชี่ยวชาญด้านหุ่นยนต์ของ ESOC กล่าว “ ExoMars จะต้องเปลี่ยนแปลงวัฒนธรรม เราต้อง "ให้เด็ก ๆ เดินด้วยตัวเอง" ในขณะที่เราพัฒนาแนวคิดการดำเนินงานแบบสหวิทยาการอย่างแท้จริง "
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
