Tinh thần và Cơ hội có tất cả các Hành tinh Đỏ cho đến bây giờ, nhưng ESA đang lên kế hoạch gửi một chiếc rover của riêng mình để bò trên bề mặt Sao Hỏa. Thay vì tìm kiếm bằng chứng về nước trong quá khứ, ExoMars sẽ tìm kiếm dấu vết của sự sống, cả quá khứ và hiện tại. Nếu mọi việc suôn sẻ, ExoMars sẽ phóng lên Sao Hỏa vào năm 2011.
Là một phần của chương trình thám hiểm Aurora dài hạn, đầy tham vọng của ESA, ExoMars sẽ tìm kiếm dấu vết của sự sống trên Sao Hỏa. Nhiệm vụ đòi hỏi các công nghệ hoàn toàn mới cho robot tự điều khiển, tự động tích hợp và cảm biến địa hình trực quan tiên tiến.
Thập kỷ thứ tư của thế kỷ này có thể chứng kiến châu Âu tham gia vào một nhiệm vụ có người lái lên sao Hỏa trong một cuộc thám hiểm không gian vĩ đại nhất của loài người.
Aurora là chương trình ESA, nhằm mục đích khám phá robot và hệ mặt trời dài hạn của con người, với Sao Hỏa và Mặt Trăng là mục tiêu chính.
Nhiệm vụ của con người đến Hành tinh Đỏ sẽ là một nhiệm vụ lớn, trong nhiều năm đòi hỏi những khả năng hoàn toàn mới, tuyệt vời như tàu chở hàng tự động, vật tư và công cụ được đặt trước, và các vệ tinh liên lạc và điều hướng trên quỹ đạo Sao Hỏa tương tự như các hệ thống GPS hiện tại của Earth.
Các nhà khoa học và kỹ sư đã làm việc với nhiệm vụ robot tiền thân đầu tiên của ESA, ExoMars, dự kiến ra mắt vào khoảng năm 2011.
ExoMars sẽ khám phá môi trường sinh học trên Sao Hỏa để chuẩn bị cho robot tiếp theo và sau đó là hoạt động của con người. Dữ liệu từ nhiệm vụ cũng sẽ cung cấp đầu vào vô giá cho các nghiên cứu rộng lớn hơn về ngoại truyện - tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác.
Yếu tố chính của nhiệm vụ là một chiếc xe rover có bánh xe, robot, có ý tưởng tương tự như nhiệm vụ Mars Rover hiện tại của NASA, nhưng có các mục tiêu khoa học khác nhau và khả năng cải tiến.
Các phương pháp điều khiển trực tiếp của Classic Classic vừa giành được công việc của Keith khi chúng ta hoạt động trên bề mặt Sao Hỏa trong một môi trường không có cấu trúc.
Rover sẽ sử dụng các mảng năng lượng mặt trời để tạo ra điện và sẽ di chuyển trên bề mặt đá màu đỏ cam của Sao Hỏa, vận chuyển một trọng tải khoa học nặng tới 12 kg bao gồm hệ thống khoan nhẹ đầu tiên, cũng như một thiết bị lấy mẫu và xử lý, và một bộ công cụ khoa học để tìm kiếm dấu hiệu của cuộc sống trong quá khứ hoặc hiện tại.
Do độ trễ thời gian và độ phức tạp, ExoMars sẽ tự điều hướng bằng cách sử dụng ‘quang điện tử thông minh để cảm nhận trực quan và giải thích địa hình xung quanh và sẽ có khả năng vận hành tự động bằng phần mềm thông minh trên tàu.
Điều khiển tự động một bước tiến lớn
Chế độ hoạt động tự động này là một tiến bộ lớn đối với ESA, từ lâu được sử dụng để điều khiển tàu vũ trụ trực tiếp sử dụng bộ điều khiển của con người. Và không chỉ các hệ thống điều khiển trên tàu rover cũng sẽ mới.
Theo ông Mike McKay, một người điều khiển tàu vũ trụ cao cấp và chuyên gia về sao Hỏa có trụ sở tại ESOC, ESA's Spacecraft Operations Trung tâm, ở Darmstadt, Đức.
Bộ điều khiển ESA trước đây chưa bao giờ vận hành một nhiệm vụ di chuyển trên bề mặt của một cơ thể khác; Huygens - đã hạ cánh thành công trên Titan vào năm 2005 - là một tàu thăm dò khí quyển và không phải là tàu đổ bộ, mặc dù nó hoạt động nhanh chóng sau khi chạm tới bề mặt Titan.
Nhiệm vụ robot: đi qua hàng km địa hình để tìm kiếm sự sống
Trong một ví dụ điển hình về hoạt động tự trị của người điều khiển, bộ điều khiển mặt đất có thể phát ra một lệnh cấp cao bảo nó lái xe đến một điểm thú vị về mặt khoa học ở bất cứ nơi nào cách xa 500 đến 2000 mét và tiến hành các hoạt động khoa học, như khoan bên dưới bề mặt để lấy mẫu đất cho dấu hiệu cuộc sống. Nhưng chiếc xe sẽ tự xử lý các chi tiết di chuyển.
Nó sẽ khảo sát mặt đất bằng camera 3D, tạo mô hình địa hình kỹ thuật số, xác minh vị trí hiện tại của nó, chạy mô phỏng nội bộ và sau đó đưa ra quyết định tự chủ về con đường tốt nhất để đi theo, dựa trên những trở ngại, tình trạng hiện tại và rủi ro / tài nguyên .
Sau đó, nó sẽ tự lái đến mục tiêu. Chúng tôi hy vọng độ chính xác mục tiêu của nó sẽ nằm trong khoảng một mét rưỡi trên quãng đường 20 mét, Bob Chesson, người đứng đầu Cục Điều hành thám hiểm và thám hiểm không gian con người trong ban giám đốc hoạt động của ESA.
ExoMars lợi nhuận từ các nhà thám hiểm robot hiện tại
Là thế hệ robot tiếp theo, ExoMars sẽ thu lợi từ những bài học rút ra từ thế hệ hiện tại, bao gồm cả nhiệm vụ NASA Explorer Mars Explorer Rover (MER). Một trong số chúng tôi không ngại ngùng khi cố gắng học hỏi kinh nghiệm từ các cơ quan chị em của chúng tôi.
Cơn ExoMars sẽ yêu cầu thay đổi văn hóa; chúng ta phải phát triển một khái niệm hoạt động liên ngành thực sự.
Kiểm soát mặt đất sáng tạo để cho phép hoạt động tự chủ
Đối với ExoMars, các bộ điều khiển trên Trái đất rất có thể sẽ được đặt trong phòng điều khiển dành riêng cho người điều khiển, tương tự như khái niệm với các phòng điều khiển chuyên dụng (DCR) mà ESA hiện đang thiết lập cho các nhiệm vụ riêng lẻ quay quanh các hành tinh.
ESOC sẽ đóng vai trò là trung tâm điều khiển hoạt động nhiệm vụ tổng thể (MOCC), kiểm soát giai đoạn phóng và giai đoạn quỹ đạo sớm (LEOP), hành trình đến sao Hỏa, tách và hạ cánh của mô-đun gốc và đi ra ngoài, với khả năng quản lý các hoạt động bề mặt của rover được thực hiện từ Trung tâm vận hành Rover đặt tại ALTEC, Trung tâm kỹ thuật công nghệ logistic tiên tiến ở Torino, Ý.
Thiết kế của hệ thống điều khiển mặt đất rover, hoặc phân khúc mặt đất, phụ thuộc vào các mục tiêu khoa học và hoạt động của rover, chưa hoàn thiện, vì vậy hệ thống mặt đất vẫn đang phát triển, theo ông Chesson. Về nguyên tắc, các chức năng từ xa và viễn thông cơ bản về cơ bản sẽ giống như bây giờ, nhưng nó sẽ có các khả năng mới đáng kể để cho phép chức năng tự trị rover.
Cho trẻ đi dạo
Hệ thống điều khiển mặt đất ít nhất sẽ yêu cầu các cơ sở tính toán kích hoạt các công cụ lập kế hoạch nhiệm vụ cấp cao và cho phép giám sát địa hình kỹ thuật số và mô hình 3D, kế hoạch quỹ đạo và quỹ đạo, mô phỏng trên mặt đất và tích hợp chặt chẽ với kiểm soát tải trọng và khoa học hoạt động.
Reinhold Bertrand, một kỹ sư lập kế hoạch và chuyên gia về robot của ESOC cho biết, các phương pháp điều khiển trực tiếp cổ điển chỉ giành được công việc khi chúng tôi hoạt động trên bề mặt Sao Hỏa trong môi trường không có cấu trúc và với độ trễ thời gian tín hiệu đáng kể. Cơn ExoMars sẽ yêu cầu thay đổi văn hóa; chúng ta phải để trẻ tự đi bộ trong khi chúng ta phát triển một khái niệm hoạt động liên ngành thực sự.
Nguồn gốc: ESA News Release
