Spirit et Opportunity ont la planète rouge pour eux tout seuls pour le moment, mais l'ESA prévoit d'envoyer son propre rover pour explorer la surface de Mars. Au lieu de rechercher des preuves de l'eau passée, ExoMars recherchera des traces de vie, passées et présentes. Si tout se passe bien, ExoMars sera lancé sur Mars en 2011.
Dans le cadre de l'ambitieux programme d'exploration Aurora à long terme de l'ESA, ExoMars recherchera des traces de vie sur Mars. La mission nécessite des technologies entièrement nouvelles pour les robots auto-contrôlés, une autonomie intégrée et des capteurs visuels de terrain de pointe.
La quatrième décennie de ce siècle pourrait voir l’Europe participer à une mission habitée sur Mars dans ce qui serait l’une des plus grandes expéditions spatiales de l’humanité jamais réalisée.
Aurora est le programme de l'ESA visant à l'exploration robotique et humaine à long terme du système solaire, avec Mars et la Lune comme cibles principales.
Une mission humaine sur la planète rouge serait une entreprise pluriannuelle majeure nécessitant des capacités fantastiques et entièrement nouvelles telles que des cargos automatisés, des fournitures et des outils prépositionnés et des satellites de communication et de navigation en orbite autour de Mars similaires aux systèmes GPS actuels de la Terre.
Des scientifiques et des ingénieurs travaillent déjà sur la première mission robotique «précurseur» de l’ESA, ExoMars, dont le lancement est prévu vers 2011.
ExoMars explorera l'environnement biologique sur Mars en prévision de nouvelles activités robotiques et, plus tard, humaines. Les données de la mission fourniront également une contribution inestimable pour des études plus larges de l'exobiologie - la recherche de la vie sur d'autres planètes.
L’élément principal de la mission est un véhicule robotique à roues, dont le concept est similaire à la mission Mars Rover actuelle de la NASA, mais qui a des objectifs scientifiques différents et des capacités améliorées.
"Les méthodes classiques de contrôle direct ne fonctionnent tout simplement pas lorsque nous opérons à la surface de Mars dans un environnement non structuré."
Le rover utilisera des panneaux solaires pour produire de l'électricité et se déplacera sur la surface rocheuse orange-rouge de Mars, transportant une charge utile scientifique allant jusqu'à 12 kilogrammes, y compris un tout premier système de forage léger, ainsi qu'un dispositif d'échantillonnage et de manipulation, et un ensemble d'instruments scientifiques pour rechercher des signes de vie passée ou présente.
En raison du décalage et de la complexité des distances, ExoMars s'auto-naviguera en utilisant l'électro-optique «intelligente» pour détecter visuellement et interpréter le terrain environnant et sera capable de fonctionner de manière autonome à l'aide d'un logiciel embarqué intelligent.
Le contrôle automatisé, une avancée majeure
Ce mode de fonctionnement automatisé est une avancée majeure pour l'ESA, longtemps utilisé pour contrôler directement les engins spatiaux à l'aide de contrôleurs humains. Et non seulement les systèmes de contrôle embarqués du rover seront nouveaux.
«ExoMars nécessitera des techniques et des technologies entièrement nouvelles pour plusieurs aspects du système de contrôle de rover basé sur la Terre, et pas seulement une mise à niveau de ce que nous avons aujourd'hui», explique Mike McKay, contrôleur principal de vaisseaux spatiaux et expert de Mars basé à l'ESOC, opérations spatiales de l'ESA. Centre, à Darmstadt, Allemagne.
Les contrôleurs de l'ESA n'avaient jamais auparavant effectué de mission se déplaçant à la surface d'un autre corps; Huygens - qui a atterri avec succès sur Titan en 2005 - était une sonde atmosphérique et non un atterrisseur, bien qu'il ait fonctionné brièvement après avoir atteint la surface de Titan.
Tâche robotique: parcourir des kilomètres de terrain en quête de vie
Dans un exemple typique de fonctionnement autonome du rover, les contrôleurs au sol peuvent émettre par radio une commande de haut niveau lui disant de se rendre à un endroit scientifiquement intéressant de 500 à 2000 mètres et d'effectuer des opérations scientifiques, telles que le forage sous la surface pour échantillonner le sol pour les signes de vie. Mais le véhicule gérerait seul les détails du déménagement.
Il inspecterait le sol avec une caméra 3D, créerait un modèle numérique de terrain, vérifierait son emplacement actuel, exécuterait des simulations internes et prendrait ensuite une décision autonome sur la meilleure voie à suivre, en fonction des obstacles, de l'état actuel du mobile et des risques / ressources .
«Ensuite, il se dirigera vers la cible. Nous nous attendons à ce que sa précision cible soit inférieure à un demi-mètre sur une traversée de 20 mètres », a déclaré Bob Chesson, chef du Département des opérations de vol spatial et d'exploration humaines à la Direction des opérations de l'ESA.
ExoMars profite des explorateurs robotiques actuels
En tant que prochaine génération de robots, ExoMars bénéficiera des enseignements tirés de la génération actuelle, notamment de la mission Mars Explorer Rover (MER) de la NASA. «Nous n’avons pas peur d’essayer de tirer des enseignements de l’expérience de nos agences sœurs», déclare Chesson.
«ExoMars nécessitera un changement de culture; nous devons développer un concept d'opérations véritablement interdisciplinaire. »
Contrôle au sol innovant pour permettre un fonctionnement autonome
Pour ExoMars, les contrôleurs sur Terre seraient très probablement situés dans une «salle de contrôle dédiée aux mobiles», similaire dans leur concept aux salles de contrôle dédiées (DCR) que l'ESA met désormais en place pour des missions individuelles en orbite autour des planètes.
L'ESOC servira de centre de contrôle des opérations de la mission (MOCC), contrôlant la phase de lancement et d'orbite précoce (LEOP), la croisière vers Mars, la séparation et l'atterrissage du module de descente et de la sortie du rover, la gestion des opérations de surface du rover étant probable à effectuer depuis le Rover Operation Center situé à ALTEC, Advanced Logistic Technology Engineering Center, à Turin, en Italie.
«La conception du système de contrôle au sol du rover, ou segment au sol, dépend des objectifs scientifiques et opérationnels du rover, qui ne sont pas encore définitifs, de sorte que le système au sol évolue toujours», explique Chesson. «En principe, les fonctions de base de télémétrie et de télécommande seront essentiellement les mêmes que maintenant, mais elles auront des capacités considérablement nouvelles pour permettre le fonctionnement autonome du mobile.»
«Laisser l’enfant marcher»
Le système de contrôle au sol nécessitera au moins des installations informatiques pour permettre des outils de planification de mission de haut niveau et pour permettre la surveillance du terrain numérique du rover et la modélisation 3D, la planification des trajectoires et des trajectoires au sol, la simulation au sol et une intégration étroite avec le contrôle de la charge utile et la science. opérations.
«Les méthodes classiques de contrôle direct ne fonctionnent tout simplement pas lorsque nous opérons à la surface de Mars dans un environnement non structuré et avec un retard de signal important», explique Reinhold Bertrand, ingénieur en planification et expert en robotique à l'ESOC. «ExoMars nécessitera un changement de culture; nous devons «laisser l’enfant marcher seul» tout en développant un concept d’opérations véritablement interdisciplinaire. »
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
