Die Sicht des Geistes auf den Mars. Bildnachweis: NASA / JPL. Klicken um zu vergrößern.
Fernerkundungsorbiter, Sonden, Lander und Rover liefern erstaunliche Entdeckungen über unser Sonnensystem. Einige der aufregendsten geologischen und möglicherweise astrobiologischen Orte in unserer Familie von Planeten und Monden sind jedoch gefährlich und schwer zu erkunden.
Forscher des University of Arizona, des California Institute of Technology und des US-amerikanischen Geological Survey Flagstaff schlagen ein neuartiges Weltraummissionskonzept vor, um die wissenschaftlich wichtigsten Oberflächen und Untergründe im gesamten Sonnensystem zu finden und zu erforschen.
Diese Robotermissionen der nächsten Generation werden gleichzeitig entfernte Orte auf verschiedenen Ebenen erkunden - von der Umlaufbahn über die Luft bis zum Boden - und wichtige Geologie, Hydrologie, Klima und möglicherweise Astrobiologie in fernen Welten untersuchen, sagte James M. Dohm von The Universität von Arizona. Dohm, ein Planetengeologe in der Abteilung für Hydrologie und Wasserressourcen der UA, hat den Mars auf lokaler bis globaler Ebene kartiert. Er befasst sich mit autonomen Experimenten mit Fernroving, Sensorbahn und umlaufenden Raumfahrzeugen.
Wolfgang Fink, ein Gastmitarbeiter bei Caltech, Dohm und anderen, diskutiert das neue Missionskonzept in einem Artikel, "Roboter-Planetenaufklärungsmissionen der nächsten Generation: Ein Paradigmenwechsel", der in Elseviers Journal of Planetary and Space Science (http) veröffentlicht wird : //www.elsevier.com/, siehe Artikel in Presselink). Sie leiteten eine Teamarbeit, zu der Mark Tarbell gehört, der Finks Mitarbeiter im Forschungslabor für visuelle und autonome Explorationssysteme von Caltech ist. Trent Hare vom US-amerikanischen Geological Survey Office in Flagstaff; und Victor Baker, Regents 'Professor der UA-Abteilungen für Hydrologie und Wasserressourcen, Planeten- und Geowissenschaften.
Das neue Missionskonzept würde umkreisende Raumschiffe, Luftschiffe und Ballons auf Planeten oder Monden mit ausreichender Atmosphäre wie Titan und zahlreiche einfache, einsetzbare mobile und unbewegliche Bodensensoren umfassen. Diese Agenten in der Luft, in der Luft und am Boden würden so programmiert sein, dass sie die Umgebung intelligent betrachten und miteinander interagieren. Dies würde eine echte „tier-skalierbare“ Perspektive bieten, die für eine wissenschaftlich gesteuerte Mission erforderlich ist, sagte Dohm.
"Wir haben jetzt ein optimales Zeitfenster, in dem Raumfahrzeuge und Luftlandeeinheiten mit bodengestützten Sensoren koordinieren können, zumal ein Großteil der Technologie bereits verfügbar ist", sagte Fink, Physiker und Experte für Bildgebungssysteme, autonome Steuerung und Weltraum Missionswissenschaftliche Analysesysteme. "Auch derzeit nicht verfügbare Technologie - vor allem Software - ist durchaus erreichbar."
"Es ist wichtig, Schichten und Schichten von Beweisen zu betrachten, nicht nur einen Typ", sagte Dohm.
Zum Beispiel, sagte Fink, kann ein Rover mit Feature-Erkennungssoftware nach einem einzigartigen Gestein suchen, das ein kritisches Stück der Geschichte des Mars enthalten könnte. "Wenn Sie eine Luftperspektive hinzufügen, sehen Sie gleichzeitig auch, was sich auf der anderen Seite des Hügels befindet, und Sie kennen auch die genaue Feldposition des Rovers", sagte er. Der Orbiter hat ein globales Bild von den Vorgängen und befiehlt die darunter liegenden Luft- und Bodenebenen.
Der Orbiter in einer Mission mit Skalierbarkeit ist mit aktuellen Informationen über die Oberfläche, die Atmosphäre und andere Merkmale seines Ziels ausgestattet. Die Sensorsuite kann optische und thermische Kameras, Spektrometer und Bodenradar umfassen. Diese Instrumente würden Informationen über Bereiche sammeln, die die Software des Orbiters angesichts der allgemeinen Ziele der Missionswissenschaft als mögliche interessante Ziele erkennt.
"Der Orbiter kann die Agenten in der Luft für einen genaueren Blick einsetzen", sagte Fink. „Der Orbiter kann den Luftagenten auch befehlen, Bodenagenten sicher an den Hauptzielen einzusetzen. Die Agenten in der Luft helfen dabei, Hauptziele zu erkennen und zu bestätigen. “
"Die Bodenmittel können Informationen wie Wärme oder Feuchtigkeit messen", sagte Dohm. „Oder sie können verschiedene Gesteine und im Fall des Mars möglicherweise oberflächennahes Wasser beproben oder sammeln. Es könnte zahlreiche leichte, verbrauchbare Sensoren geben, sodass Sie auch dann noch eine Mission haben, wenn Sie einige verloren haben. "
Die Sensoren senden Informationen an ihre jeweiligen Sonden in der Luft und schließlich an das umlaufende Raumschiff zurück. Basierend auf diesen neuen Informationen sendet der Orbiter neue Befehle, die die Mission steuern.
"Die Agenten in der Luft, in der Luft und am Boden arbeiten alle als Feldgeologe zusammen", sagte Dohm. "Sie analysieren Informationen, um eine Arbeitshypothese zu bilden." Sie wären ideal, um Valles Marineris, das weitläufige Canyon-System des Mars oder Europas mutmaßlichen eisbedeckten Ozean zu erkunden, fügte er hinzu.
Im Fall von Valles Marineris zum Beispiel, sagte Dohm, würde das umlaufende Raumschiff Sensoren einsetzen, die die Wetterbedingungen zurück zum Raumschiff übertragen würden. Wenn die Sensoren dem Raumschiff einen guten Wetterbericht geben - zum Beispiel keine starken Winde - würde das Raumschiff die Ballons oder Luftschiffe freigeben. Diese Agenten in der Luft würden ihre Suche nach Zielen beginnen, die für Missionsziele wichtig sind, neue Informationen sammeln und hinzufügen und Bodenagenten an vielversprechenden Kandidatenstandorten einsetzen. Die Bodenagenten würden Daten sammeln und an die übergeordneten Luftsonden oder den Orbiter oder an beide zurückgeben. "Wenn das Ziel bei Valles Marineris darin bestand, mögliche Wasserlecks oder oberflächennahes Wasser zu finden, könnte eine Bohranlage sogar am vielversprechendsten Standort eingesetzt werden", sagte Dohm.
Fink und Dohm sagen, dass das neue Konzept weitere Entwürfe, Tests und Bodenuntersuchungen in verschiedenen Erdumgebungen erfordert. Sie sehen Feldlager für internationale Forscher vor, um mögliche Tier-skalierbare Aufklärungssysteme zu entwerfen und zu testen.
Intelligente, wissenschaftlich gesteuerte Roboter-Weltraummissionen sind ein oder zwei Jahrzehnte in der Zukunft, sie werden international sein und laut Dohm und Fink ein bedeutendes Sponsoring für Unternehmen und Privatpersonen haben.
Ursprüngliche Quelle: Pressemitteilung der Universität von Arizona
