Spirit's kijk op Mars. Afbeelding tegoed: NASA / JPL. Klik om te vergroten.
Remote-sensing orbiters, sondes, landers en rovers doen verbazingwekkende ontdekkingen over ons zonnestelsel. Maar enkele van de meest opwindende geologische en mogelijk astrobiologische plaatsen in onze familie van planeten en manen zijn gevaarlijk en moeilijk te verkennen.
University of Arizona, California Institute of Technology en U.S. Geological Survey Flagstaff-onderzoekers stellen een nieuw ruimtemissieconcept voor om de meest wetenschappelijk belangrijke oppervlakken en ondergrond in het hele zonnestelsel te vinden en te verkennen.
Deze robotmissies van de volgende generatie zullen tegelijkertijd verre locaties op verschillende niveaus verkennen - van de baan, vanuit de lucht en op de grond - om zich te verdiepen in belangrijke geologie, hydrologie, klimaat en mogelijk astrobiologie in verre werelden, zei James M. Dohm van The Universiteit van Arizona. Dohm, een planetaire geoloog in de afdeling hydrologie en watervoorraden van de VA, heeft Mars op lokale tot wereldwijde schaal in kaart gebracht. Hij houdt zich bezig met autonome langeafstandszwervingen, sensorweb en experimenten met ruimtevaartuigen.
Wolfgang Fink, een bezoekende medewerker bij Caltech, Dohm en anderen, bespreken het nieuwe missieconcept in een artikel, "Next-generation robotic planetary reconnaissance missions: A paradigm shift", dat zal worden gepubliceerd in Elseviers tijdschrift voor Planetary and Space Science (http : //www.elsevier.com/, ga naar artikel in perslink). Ze stonden aan de spits van een teaminspanning waaronder Mark Tarbell, die Fink's medewerker is bij Caltech's Visual and Autonomous Exploration Systems Research Lab; Trent Hare van het U.S. Geological Survey-kantoor in Flagstaff; en Victor Baker, hoogleraar regenten van de UA-afdelingen hydrologie en watervoorraden, planetaire wetenschappen en geowetenschappen.
Het nieuwe missieconcept zou bestaan uit een baan om ruimtevaartuigen, zeppelins en ballonnen op planeten of manen met voldoende atmosferen, zoals Titan, en tal van eenvoudige, inzetbare mobiele en immobiele grondsensoren. Deze ruimte-, lucht- en grondagenten zouden worden geprogrammeerd om slim naar de omgeving te kijken en met elkaar te communiceren, wat een echt "schaalbaar" perspectief biedt dat nodig is voor een wetenschappelijk gedreven missie, zei Dohm.
"We bevinden ons nu in een optimaal tijdsvenster waarin ruimtevaartuigen en eenheden in de lucht kunnen coördineren met sensoren op de grond, vooral omdat veel van de technologie al beschikbaar is", zegt Fink, een fysicus en een expert in beeldvormingssystemen, autonome besturing en ruimte missie wetenschappelijke analysesystemen. "Zelfs technologie die momenteel niet beschikbaar is - voornamelijk software - is redelijk haalbaar."
? Het is belangrijk om te kijken naar lagen en lagen van bewijs, niet slechts één type, "zei Dohm.
Fink zei bijvoorbeeld dat een rover met software voor functieherkenning op zoek kan gaan naar een unieke steen die een cruciaal stuk van de geschiedenis van Mars zou kunnen bevatten. "Als je een luchtlandingsperspectief toevoegt, zie je ook wat er zich tegelijkertijd aan de andere kant van de heuvel bevindt, en weet je ook de exacte veldlocatie van de rover", zei hij. De orbiter heeft een globaal beeld van wat er aan de hand is en bestuurt de lucht- en grondlagen eronder.
De orbiter in een op schaal schaalbare missie is uitgerust met actuele informatie over het oppervlak, de atmosfeer en andere kenmerken van zijn bestemming. De sensorsuite kan optische en thermische camera's, spectrometers en gronddoordringende radar bevatten. Deze instrumenten zouden informatie verzamelen over gebieden die de software van de orbiter herkent als mogelijk interessante doelen, gezien de algemene missiewetenschappelijke doelen.
'De orbiter kan de agenten in de lucht inzetten om ze van dichterbij te bekijken', zei Fink. 'De orbiter kan ook de luchtmachtagenten opdragen grondagenten veilig in te zetten bij de belangrijkste doelen. De agenten in de lucht helpen bij het opsporen en bevestigen van belangrijke doelen. ”
'De gemalen middelen kunnen informatie meten, zoals warmte of vocht', zei Dohm. 'Of ze kunnen verschillende gesteenten bemonsteren of verzamelen en, in het geval van Mars, mogelijk nabij het oppervlaktewater. Er kunnen talloze lichtgewicht, vervangbare sensoren zijn, zodat zelfs als je er een paar kwijtraakt, je nog steeds een missie hebt. "
De sensoren sturen informatie terug naar hun respectievelijke sondes in de lucht en uiteindelijk naar het ruimtevaartuig. Op basis van deze nieuwe informatie stuurt de orbiter nieuwe opdrachten die de missie aansturen.
"De ruimtevaart-, lucht- en grondagenten werken allemaal samen als veldgeoloog", zei Dohm. 'Ze analyseren informatie om een werkhypothese te vormen.' Ze zouden ideaal zijn voor het verkennen van Valles Marineris, het uitgestrekte kloofsysteem van Mars of de vermeende met ijs bedekte oceaan van Europa, voegde hij eraan toe.
In het geval van Valles Marineris bijvoorbeeld, zei Dohm, zou het ruimtevaartuig sensoren inzetten die weersomstandigheden zouden terugzenden naar het ruimtevaartuig. Als de sensoren het ruimtevaartuig een goed weerbericht geven - bijvoorbeeld geen harde wind - zou het ruimtevaartuig de ballonnen of zeppelins loslaten. Deze agenten in de lucht begonnen hun zoektocht naar doelen die belangrijk waren voor missiedoelen, verzamelden en voegden onderweg nieuwe informatie toe en zetten grondagenten in op veelbelovende kandidaat-locaties. De grondagenten zouden gegevens verzamelen en terugsturen naar de hogere sondes in de lucht, of de orbiter, of beide. "Als het doel van Valles Marineris was om mogelijke waterlekkages of bijna-oppervlaktewater te vinden, zou er zelfs een booreiland kunnen worden ingezet op de meest veelbelovende locatie," zei Dohm.
Fink en Dohm zeggen dat het nieuwe concept verder moet worden ontworpen, getest en op de grond moet worden toegepast in diverse aardomgevingen. Ze zien veldkampen voor internationale onderzoekers voor het ontwerpen en testen van mogelijke, schaalbare verkenningssystemen.
Intelligente, door de wetenschap aangestuurde robot-ruimtemissies zijn in de toekomst een decennium of twee, ze zullen internationaal zijn en ze zullen aanzienlijke zakelijke en particuliere sponsoring hebben, voorspellen Dohm en Fink.
Oorspronkelijke bron: University of Arizona News Release
