Немецкое космическое агентство (DLR) запустило проект VaMEx (Valles Marineris Explorer), нацеленный на исследование крупнейшего каньона в Солнечной системе — Долины Маринера на Марсе (Valles Marineris). В рамках этого проекта будут разрабатываться технологии для роботизированного исследования сложного рельефа каньона. Главной целью VaMEx является первое детальное изучение ущелий и пещер каньона, а также поиск следов жидкой воды и признаков жизни.
Для достижения этой цели DLR планирует отправить на Марс рой автономных роботов, которые будут вести исследование на поверхности планеты, в её атмосфере и в пещерах, собирая изображения и другие данные. В состав роя входят мобильные роботы, стационарный наземный шлюз для координации и связи, а также спутник для передачи данных на Землю.
Группа профессоров из Университета Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге принимает участие в разработке концепции связи для роя роботов под названием VaMEx3-MarsSymphony. Целью этой подпрограммы является обеспечение связи между отдельными элементами роя. Руководитель проекта, профессор Хакан Каял, отметил, что концепция связи предусматривает использование ретрансляционных станций, которые будут передавать изображения и данные по цепочке от робота в пещере до шлюза на поверхности.
В состав роя также входят так называемые авторотационные модули, которые сбрасываются с воздуха и собирают данные, планируя к поверхности земли. Это достигается благодаря их конструкции, схожей с семенами клёна: они имеют крыло и вращаются вокруг своей оси, что позволяет им плавно опускаться вниз. Их траекторию полёта можно контролировать, что позволяет распределять их по большей площади, создавая сенсорные, ретрансляторные и навигационные сети.
Помимо кафедры аэрокосмических информационных технологий в Университете Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге, в исследовании Долины Маринера также участвует группа профессоров JMU по космическим технологиям. Им поручено разработать концепцию связи для роя роботов.
Руководитель проекта MarsSymphony Клеменс Риглер особенно доволен использованием авторотационных модулей: он участвовал в их разработке, будучи студентом — с 2016 года в программе Rexus-Bexus космического агентства DLR и в университетской группе WüSpace eV Вюрцбурга, предоставляющей студентам возможность работы над аэрокосмическими проектами. Риглер продолжает разрабатывать систему посадки в своей докторской диссертации.
Роботизированный марсианский «оркестр» также имеет особенность: стационарный шлюз будет оборудован камерой, которая будет следить за марсианским небом. «Все предыдущие миссии на Марс были сосредоточены на поверхности планеты, но мы хотим взглянуть вверх впервые», — говорит Каял. Это позволит наблюдать за облаками, падениями метеоров, молниями и другими кратковременными явлениями в атмосфере Марса.
Сейсмические данные, собранные в июне 2024 года, указывают на то, что метеориты размером с баскетбольный мяч падают на Марс почти каждый день. «Мы могли бы подтвердить это, если бы засняли падение метеоритов камерой UAP и сопоставили эти данные с сейсмическими записями», — добавляет Каял.
Аббревиатура UAP расшифровывается как Unidentified Anomalous Phenomena (неопознанные аномальные явления). Камера получила это название благодаря способности искусственного интеллекта обнаруживать неизвестные явления на небе.
Связь между исследовательскими элементами и космическим сегментом является ключевой задачей для передачи полученных научных данных. Основная сложность реализации заключается в ограниченных ресурсах, включая связь между наземным шлюзом на Марсе и ретрансляционными спутниками на орбите.
Текущие посадочные модули используют S- или X-диапазон. Однако переход на Ka-диапазон является важным шагом для увеличения скорости передачи данных. Поэтому берлинский партнер проекта IQ Technologies for Earth and Space GmbH разрабатывает приёмопередатчик, поддерживающий Ka-диапазон, для использования на посадочных модулях и малых межпланетных спутниках, базируясь на своей испытанной системе XLink.
Кроме приёмопередающего оборудования, также разрабатываются индивидуальные и гибкие протоколы передачи данных.
Эффективность работы роя роботов будет проверена во время аналоговой миссии в 2025 году: участники проведут моделирование марсианской миссии на Земле, вероятно, в карьерной зоне в Германии. Камера Würzburg UAP также будет играть важную роль в этой симуляции: её записи с неба предоставят большой объём данных для проверки устойчивости системы связи.
Если аналоговая миссия будет успешной, оборудование будет адаптировано для использования на Марсе. Условия на этой планете суровы: тонкая атмосфера, средняя температура -63°C, а также частые крупные пылевые бури.
Источник: iXBT
