Spirito e Opportunità hanno il Pianeta Rosso tutto per sé per ora, ma l'ESA sta pianificando di inviare un proprio rover per strisciare sulla superficie di Marte. Invece di cercare prove delle acque passate, ExoMars cercherà tracce di vita, sia passate che presenti. Se tutto va bene, ExoMars verrà lanciato su Marte nel 2011.
Nell'ambito dell'ambizioso programma di esplorazione Aurora a lungo termine dell'ESA, ExoMars cercherà tracce di vita su Marte. La missione richiede tecnologie completamente nuove per robot autocontrollati, autonomia integrata e sensori visivi del terreno all'avanguardia.
Il quarto decennio di questo secolo ha visto l'Europa partecipare a una missione con equipaggio su Marte in quella che sarebbe stata una delle più grandi spedizioni spaziali dell'umanità in assoluto.
Aurora è il programma dell'ESA volto all'esplorazione robotica e umana a lungo termine del sistema solare, con Marte e la Luna come obiettivi principali.
Una missione umana sul Pianeta Rosso sarebbe una grande impresa pluriennale che richiede capacità completamente nuove e fantastiche come navi mercantili automatizzate, forniture e strumenti preposizionati e satelliti di comunicazione e navigazione nell'orbita di Marte simili agli attuali sistemi GPS terrestri.
Scienziati e ingegneri stanno già lavorando alla prima missione robotica "precursore" dell'ESA, ExoMars, che dovrebbe essere lanciata intorno al 2011.
ExoMars esplorerà l'ambiente biologico su Marte in preparazione di ulteriori attività robotiche e, successivamente, umane. I dati della missione forniranno inoltre un contributo inestimabile per studi più ampi sull'esobiologia: la ricerca della vita su altri pianeti.
L'elemento principale della missione è un veicolo rover a ruote, robotizzato, simile nell'attuale missione Mars Rover della NASA, ma con obiettivi scientifici diversi e capacità migliorate.
"I classici metodi di controllo diretto non funzionano quando operiamo sulla superficie di Marte in un ambiente non strutturato."
Il rover utilizzerà gli array solari per generare elettricità e viaggerà sulla superficie rocciosa rosso-arancio di Marte, trasportando un carico utile scientifico fino a 12 chilogrammi incluso un primo sistema di perforazione leggero, nonché un dispositivo di campionamento e movimentazione, e una serie di strumenti scientifici per cercare segni di vita passata o presente.
A causa del ritardo e della complessità della distanza, ExoMars si auto-naviga usando l'elettro-ottica "intelligente" per rilevare visivamente e interpretare il terreno circostante e sarà in grado di operare autonomamente utilizzando un software di bordo intelligente.
Il controllo automatizzato rappresenta un grande progresso
Questa modalità di funzionamento automatizzata rappresenta un importante progresso per l'ESA, utilizzata da tempo per controllare i veicoli spaziali direttamente utilizzando i controller umani. E non solo i sistemi di controllo di bordo del rover saranno nuovi.
"ExoMars richiederà tecniche e tecnologie completamente nuove per diversi aspetti del sistema di controllo del rover basato sulla Terra, non solo un aggiornamento di quello che abbiamo oggi", afferma Mike McKay, un senior controller di veicoli spaziali ed esperto di Mars con sede presso ESOC, ESA's Spacecraft Operations Centro, a Darmstadt, in Germania.
I controllori dell'ESA non hanno mai svolto una missione che si muoveva sulla superficie di un altro corpo; Huygens - che ha toccato con successo Titan nel 2005 - era una sonda atmosferica e non un lander, sebbene funzionasse brevemente dopo aver raggiunto la superficie di Titano.
Compito robotico: attraversare chilometri di terreno alla ricerca della vita
In un tipico esempio di funzionamento autonomo del rover, i controllori di terra potrebbero trasmettere un comando di alto livello che gli dice di guidare in un punto scientificamente interessante ovunque tra 500 e 2000 metri di distanza e condurre operazioni scientifiche, come la perforazione sotto la superficie per campionare il suolo per i segni della vita. Ma il veicolo gestirà da solo i dettagli della mossa.
Avrebbe sorvegliato il terreno con una videocamera 3D, creato un modello di terreno digitale, verificato la sua posizione attuale, eseguito simulazioni interne e quindi preso una decisione autonoma sul percorso migliore da seguire, sulla base di ostacoli, lo stato attuale del rover e considerazioni di rischio / risorse .
“Quindi si sposterà verso l'obiettivo. Ci aspettiamo che la precisione del bersaglio sia entro mezzo metro su una traversata di 20 metri ", afferma Bob Chesson, capo del dipartimento Operazioni spaziali ed esplorative umane nella direzione delle operazioni dell'ESA.
I profitti di ExoMars dagli attuali esploratori robotici
Come robot di prossima generazione, ExoMars trarrà profitto dalle lezioni apprese dall'attuale generazione, inclusa la missione Mars Explorer Rover (MER) della NASA. "Non siamo timidi nel cercare di imparare dalle esperienze delle nostre agenzie affiliate", afferma Chesson.
“ExoMars richiederà un cambiamento nella cultura; dobbiamo sviluppare un concetto di operazioni veramente interdisciplinare ".
Controllo a terra innovativo per consentire il funzionamento autonomo
Per ExoMars, i controller sulla Terra sarebbero probabilmente situati in una "sala di controllo dedicata rover", simile per concetto alle sale di controllo dedicate (DCR) che l'ESA ora imposta per le singole missioni che orbitano attorno ai pianeti.
L'ESOC fungerà da centro di controllo generale delle operazioni di missione (MOCC), controllando il lancio e la fase di orbita precoce (LEOP), la crociera su Marte, la separazione e l'atterraggio del modulo di discesa e dell'uscita del rover, con probabile gestione delle operazioni di superficie del rover sarà condotto dal Rover Operation Center situato presso ALTEC, il Centro di ingegneria della tecnologia logistica avanzata, a Torino, Italia.
"La progettazione del sistema di controllo a terra del rover, o segmento di terra, dipende dagli obiettivi scientifici e operativi del rover, che non sono ancora definitivi, quindi il sistema di terra è ancora in evoluzione", afferma Chesson. "In linea di principio, le funzioni di base di telemetria e di telecomunicazione sarebbero sostanzialmente le stesse di adesso, ma avrà funzionalità significativamente nuove per consentire il funzionamento autonomo del rover."
"Far camminare il bambino"
Il sistema di controllo a terra richiederà almeno strutture informatiche per abilitare strumenti di pianificazione delle missioni di alto livello e consentire il monitoraggio del terreno digitale del rover e la modellazione 3D, la pianificazione del percorso e della traiettoria del terreno, la simulazione sul terreno e la stretta integrazione con il controllo del carico utile e scientifico operazioni.
"I classici metodi di controllo diretto non funzionano quando operiamo sulla superficie di Marte in un ambiente non strutturato e con un notevole ritardo del segnale", afferma Reinhold Bertrand, ingegnere progettista ed esperto di robotica presso ESOC. “ExoMars richiederà un cambiamento nella cultura; dobbiamo "lasciare che il bambino cammini da solo" mentre sviluppiamo un concetto di operazioni veramente interdisciplinare ".
Fonte originale: comunicato stampa ESA
