W lipcu przyszłego roku zostanie wystrzelona misja Mars 2020. Po trwającej pół roku podróży lądownik z ważącym 1 tonę łazikiem rozpocznie sekwencję lądowania na dnie dawnego jeziora. Na miejsce lądowania wybrano Krater Jezero.

Krater Jezero

Lądowanie będzie najbardziej ryzykownym i najmniej przewidywalnym momentem całej misji. Ci, którzy pamiętają słynne „7 minut horroru” podczas lądowania łazika Curiosity mogą wzruszyć ramionami sądząc, że NASA po prostu powtórzy to, co zrobiła w 2012 roku. Jednak pomiędzy oboma lądowaniami jest pewna zasadnicza różnica. Curiosity lądował w bezpiecznym płaskim terenie Krateru Gale. Mars 2020 wyląduje w miejscu znacznie trudniejszym, pełnym głazów i innych niebezpieczeństw.

Aby zwiększyć powodzenie przyszłorocznego lądowania misję Mars 2020 wyposażono w technologię Terrain Relative Navigation, czyli autopilota. Autopilot ten to efekt 15 lat pracy inżyniera Andrew Johnsona z Jet Propulsion Laboratory. Specjalista pracował przez 15 lat nad urządzeniem, które będzie potrzebne przez… 10 sekund. Jednak te 10 sekund zdecydują o tym, czy lądowanie na Marsie się uda czy też nie, mówi Johnson.

Gdy łazik znajdzie się na wysokości 4,2 kilometra nad powierzchnią Marsa i będzie opadał na spadochronach, jego komputer pokładowy zacznie szybko wykonywać fotografie powierzchni Czerwonej Planety. Rozdzielczość każdego zdjęcia będzie wynosiła 6 metrów na piksel, a system lądowania będzie je analizował, szukając głazów, szczelin, kraterów, klifów i innych przeszkód. Fotografie te zostaną też porównane ze zdjęciami wykonanymi wcześniej z orbity. Gdy komputer pokładowy zidentyfikuje 15 charakterystycznych cech terenu, przełączy swój system wizyjny na większą rozdzielczość.

Łazik – Mars 2020

Na całą opisaną powyżej sekwencję będzie tylko 10 sekund. W tym czasie muszą zostać wykonane zdjęcia, ma być przeprowadzona ich analiza, komputer dokona oceny miejsca lądowania, porówna przewidywane miejsce lądowania z tym, wybranym na podstawie zdjęć z orbity i zdecyduje, czy należy zmienić tor lotu. Wszystko w ciągu wspomnianych 10 sekund, gdyż po tym, gdy od lądownika oddzieli się osłona termiczna nie będzie możliwe dokonywanie żadnych korekt lotu.

To wszystko może wyglądać na niepotrzebne ryzyko i komplikowanie sekwencji lądowania, ale ma swoje głębokie uzasadnienie. O ile bowiem wcześniej łazik był w stanie określić swoje miejsce lądowania z dokładnością do 3000 metrów, nowa technologia ma pozwolić na zmniejszenie marginesu błędu do zaledwie 40 metrów. I NASA nie chodzi tutaj o bicie rekordów. Tylko bowiem taka technologia pozwala nam na lądowania w tak interesujących z naukowego punktu widzenia miejscach, jak Krater Jezero, mówi Johnson.

NASA szacuje, że bez opracowanego przez Johnsona systemu wizyjnego szansa na udane lądowanie Jezero wynosiłaby 85%. Dzięki Terrain Relative Navigation wrasta ona do 99%.

Skąd takie zaufanie do systemu, którego nie można było nigdy wcześniej przetestować w miejscu, w którym będzie używany? Wszystko dzięki wyczerpującym testom, jakie system przechodził w kwietniu i maju bieżącego roku na Pustyni Mojave, w tym w Dolinie Śmierci. Johnson i jego koledzy odbyli ponad 600 lotów śmigłowcem na wysokości do 5 kilometrów nad Ziemią. Do śmigłowca był przyczepiony marsjański system wizyjny, którego zadaniem było wykonywanie fotografii, ich analiza, porównywanie, znalezienie miejsca do lądowania, ocena ryzyka i przeprowadzenie symulowanego lądowania.

 

 

Źródło: Ars Technica