Spirit y Opportunity tienen el Planeta Rojo para ellos solos por ahora, pero la ESA planea enviar un rover propio para arrastrarse por la superficie de Marte. En lugar de buscar evidencia de agua pasada, ExoMars buscará rastros de vida, tanto del pasado como del presente. Si todo va bien, ExoMars se lanzará a Marte en 2011.
Como parte del ambicioso programa de exploración Aurora a largo plazo de la ESA, ExoMars buscará rastros de vida en Marte. La misión requiere tecnologías completamente nuevas para robots autocontrolados, autonomía incorporada y sensores de terreno visuales de vanguardia.
La cuarta década de este siglo podría ver a Europa participar en una misión tripulada a Marte en lo que sería una de las mayores expediciones espaciales de la humanidad.
Aurora es el programa de la ESA destinado a la exploración robótica y humana a largo plazo del Sistema Solar, con Marte y la Luna como objetivos principales.
Una misión humana al Planeta Rojo sería una tarea importante de varios años que requeriría capacidades fantásticas y completamente nuevas, como buques de carga automatizados, suministros y herramientas preposicionados y satélites de comunicación y navegación en la órbita de Marte, similares a los sistemas GPS actuales de la Tierra.
Los científicos e ingenieros ya están trabajando en la primera misión robótica "precursora" de la ESA, ExoMars, que se lanzará alrededor de 2011.
ExoMars explorará el entorno biológico en Marte en preparación para una mayor actividad robótica y, más tarde, humana. Los datos de la misión también proporcionarán información invaluable para estudios más amplios de exobiología: la búsqueda de vida en otros planetas.
El elemento principal de la misión es un vehículo rover robótico con ruedas, similar en concepto a la misión Mars Rover actual de la NASA, pero con diferentes objetivos científicos y capacidades mejoradas.
"Los métodos clásicos de control directo simplemente no funcionarán cuando operamos en la superficie de Marte en un entorno no estructurado".
El rover utilizará paneles solares para generar electricidad y viajará sobre la superficie rocosa de color rojo anaranjado de Marte, transportando una carga útil científica de hasta 12 kilogramos, incluido un primer sistema de perforación liviano, así como un dispositivo de muestreo y manipulación, y un conjunto de instrumentos científicos para buscar signos de vida pasada o presente.
Debido a la distancia de tiempo y la complejidad, ExoMars navegará por sí mismo usando la electroóptica "inteligente" para detectar e interpretar visualmente el terreno circundante y será capaz de operar de manera autónoma utilizando un software inteligente a bordo.
Control automatizado un gran avance
Este modo de operación automatizado es un avance importante para la ESA, utilizado durante mucho tiempo para controlar naves espaciales directamente utilizando controladores humanos. Y no solo los sistemas de control a bordo del rover serán nuevos.
"ExoMars requerirá técnicas y tecnología completamente nuevas para varios aspectos del sistema de control móvil basado en la Tierra, no solo una actualización de lo que tenemos hoy", dice Mike McKay, un controlador senior de naves espaciales y experto en Marte con base en ESOC, Operaciones de Naves Espaciales de la ESA Centro, en Darmstadt, Alemania.
Los controladores de la ESA nunca antes habían operado una misión que se movía en la superficie de otro cuerpo; Huygens, que aterrizó con éxito en Titán en 2005, era una sonda atmosférica y no un módulo de aterrizaje, aunque funcionó brevemente después de llegar a la superficie de Titán.
Tarea robótica: atraviesa kilómetros de terreno en busca de vida
En un ejemplo típico de la operación autónoma del rover, los controladores de tierra pueden emitir un comando de alto nivel que le indica que conduzca a un lugar científicamente interesante en cualquier lugar entre 500 y 2000 metros de distancia y realice operaciones científicas, como perforar debajo de la superficie para tomar muestras de suelo para signos de vida Pero el vehículo manejaría los detalles del movimiento por sí solo.
Examinaría el terreno con una cámara 3D, crearía un modelo digital del terreno, verificaría su ubicación actual, realizaría simulaciones internas y luego tomaría una decisión autónoma sobre el mejor camino a seguir, en función de los obstáculos, el estado actual del rover y las consideraciones de riesgo / recursos .
“Entonces se dirigirá al objetivo. Esperamos que la precisión de su objetivo esté dentro de medio metro en un recorrido de 20 metros ", dice Bob Chesson, jefe del Departamento de Operaciones de Exploración y Vuelo Espacial Humano en la dirección de Operaciones de la ESA.
ExoMars se beneficia de los exploradores robóticos actuales
Como la próxima generación de robots, ExoMars se beneficiará de las lecciones aprendidas de la generación actual, incluida la misión Mars Explorer Rover (MER) de la NASA. "No somos tímidos al tratar de aprender de las experiencias de nuestras agencias hermanas", dice Chesson.
“ExoMars requerirá un cambio de cultura; tenemos que desarrollar un concepto de operaciones verdaderamente interdisciplinario ".
Control de tierra innovador para permitir el funcionamiento autónomo.
Para ExoMars, los controladores en la Tierra probablemente se ubicarían en una "sala de control dedicada", similar en concepto a las salas de control dedicadas (DCR) que la ESA ahora configura para misiones individuales que orbitan planetas.
ESOC servirá como el centro general de control de operaciones de misión (MOCC), controlando el lanzamiento y la fase de órbita temprana (LEOP), el crucero a Marte, la separación y aterrizaje del módulo de descenso y la salida del rover, con la gestión de las operaciones de la superficie del rover. se llevará a cabo desde el Centro de Operaciones Rover ubicado en ALTEC, el Centro de Ingeniería de Tecnología Logística Avanzada, en Turín, Italia.
"El diseño del sistema de control de tierra del rover, o segmento de tierra, depende de los objetivos científicos y operativos del rover, que aún no son definitivos, por lo que el sistema de tierra todavía está evolucionando", dice Chesson. "En principio, las funciones básicas de telemetría y telemando serían esencialmente las mismas que ahora, pero tendrá capacidades significativamente nuevas para permitir el funcionamiento autónomo del móvil".
"Dejar que el niño camine"
El sistema de control en tierra requerirá al menos instalaciones informáticas para habilitar herramientas de planificación de misiones de alto nivel y para permitir el monitoreo del terreno digital y el modelado 3D del rover, la planificación de trayectoria y trayectoria en tierra, la simulación en tierra y la estrecha integración con el control de la carga útil y científica operaciones
"Los métodos de control directo clásicos simplemente no funcionarán cuando operamos en la superficie de Marte en un entorno no estructurado y con un retraso de tiempo de señal significativo", dice Reinhold Bertrand, ingeniero de planificación y experto en robótica de ESOC. “ExoMars requerirá un cambio de cultura; tenemos que "dejar que el niño camine solo" mientras desarrollamos un concepto de operaciones verdaderamente interdisciplinario ".
Fuente original: Comunicado de prensa de la ESA
