Technologie Airbusa w misji Mars 2020

Już 18 lutego na powierzchni Marsa wyląduje łazik Perseverance (pol. Wytrwałość) wysłany w kosmos przez amerykańską agencję kosmiczną NASA. Jednak w ramach realizowanej właśnie misji Mars 2020, swój udział ma także europejska spółka Airbus Defence and Space, która poinformowała o technologiach, mających odegrać ważną rolę w eksploracji oraz badaniach skał i gleby Czerwonej Planety.

Perseverance wraz z Ingenuity (pol. Dzielność/Pomysłowość; jest pierwszym bezzałogowym statkiem, który będzie latał w atmosferze innej planety), wyląduje w kraterze uderzeniowym Jezero o średnicy około 47,5 km, położonym na obrzeżu basenu uderzeniowego Isidis. Co ciekawe, obecnie na orbicie Marsa znajdują się dwie inne misje kosmiczne: emiracki orbiter Hope (Al Amal) oraz chiński orbiter Tianwen-1 z własnym lądownikiem i łazikiem marsjańskim. Statki weszły na orbitę Marsa, odpowiednio, 9 i 10 lutego br.

Jeśli chodzi o technologie dostarczone przez Airbusa w tym etapie misji Mars 2020, należy tu wymienić stację meteorologiczną MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) dostarczającą naukowcom cennych danych o pogodzie oraz system anteny o dużej mocy (HGAS, High Gain Antenna System), zapewniający szybkie połączenie z Ziemią. Urządzenia te są częścią zestawu siedmiu instrumentów do badania środowiska biologicznego i geologicznego, w które wyposażono łazik Perseverance.

Przyrząd MEDA będzie mierzył wiele parametrów środowiskowych za pomocą czujników rozmieszczonych na łaziku: prędkość i kierunek wiatru, wilgotność względną, ciśnienie atmosferyczne, temperaturę gleby i powietrza, promieniowanie słoneczne, a także właściwości zawieszonego pyłu. Parametry te  będą również kluczowe dla podjęcia autonomicznej decyzji o wypuszczeniu z łazika wiropłatu Ingenuity.

MEDA jest trzecią marsjańską stacją środowiskową opracowaną przez Airbusa. Pierwsza, znana  jako REMS (Rover Environmental Monitoring Station), poleciała na Czerwoną Planetę na pokładzie łazika Curiosity w 2012, a druga, TWINS (Temperature and Wind for InSight) na pokładzie InSight w 2018. Były to udane misje prowadzone przez Laboratorium Napędów Odrzutowych (JPL, Jet Propulsion Laboratory) agencji NASA.

Wszystkie dane z odkryć Perseverance zostaną przesłane na Ziemię za pośrednictwem systemu antenowego HGAS, również zaprojektowanego i zbudowanego przez inżynierów Airbusa, w oparciu o antenę nadawczo-odbiorczą w paśmie X, pozwalającego na szybką transmisję. W konstrukcji anteny wykorzystano technologię mikropaskową, opracowaną w laboratorium Airbusa. Urządzenie jest  zabezpieczone przed kurzem, co pozwala zachować czystość i stabilność termiczną.

Antena będzie przesyłać dane naukowe generowane przez różne instrumenty oraz informacje o stanie łazika bezpośrednio na Ziemię, bez potrzeby stosowania łączy pośrednich (np. retranslatorów na orbiterach). Ponadto, dzięki niej pojazd będzie codziennie otrzymywał z Ziemi instrukcje dotyczące  zadań do wykonania w danym dniu. Ponieważ antena jest sterowalna, może wysyłać wiązkę informacji skierowaną bezpośrednio na Ziemię bez zmiany położenia pojazdu, co przyczyni się do oszczędności energii.

Ekstremalne wahania temperatury na Marsie wymagały weryfikacji poprawności działania systemu antenowego w zakresie temperaturowym od -135ºC do + 90ºC oraz intensywnych zmęczeniowych  testów termalnych. Będzie to drugi system antenowy HGAS Airbusa na Marsie, pierwszy wciąż (po ośmiu latach) działa bez zarzutu na Curiosity.

Mars 2020 to najbardziej ambitna misja, jaką kiedykolwiek wysłano na Czerwoną Planetę. Zbada marsjańskie skały i glebę bardziej szczegółowo, niż kiedykolwiek wcześniej w poszukiwaniu dowodów na dawne życie na planecie. Pobrane próbki i ślady ewentualnego życia (sygnatury biologiczne) zostaną przechowane w celu ich dostarczenia na Ziemię. Misja w podobny sposób zbada procesy geologiczne zachodzące na powierzchni oraz zmierzy dzienne i sezonowe zmiany zachodzące w atmosferze Marsa, w tym ustali charakterystykę pyłu zawieszonego. Perseverance przetestuje również technologie, które pomogą utorować drogę przyszłej eksploracji Marsa przez ludzi, na przykład  wytwarzanie tlenu z dwutlenku węgla w atmosferze lub pierwszy lot małego bezzałogowego śmigłowca na innej planecie.

Należy przypomnieć na koniec, że w ub. r. Airbus został wybrany przez europejską agencję kosmiczną ESA do budowy łazika marsjańskiego Sample Fetch Rover (SFR), który zbierze próbki gleb i skał marsjańskich, pozostawione przez łazik Perseverance. W 2026 zostanie wystrzelona rakieta z nowym łazikiem, który po wylądowaniu w 2028, będzie przemieszczał się średnio 200 m dziennie przez sześć miesięcy. Po zebraniu 36 próbek (z łącznie 43), zostaną one umieszczone w kapsule lądownika NASA i wystrzelone na orbitę wokół Czerwonej Planety. W program budowy zaangażowano także spółkę Leonardo, która zbuduje robotyczne ramiona łazika SFR i lądownika oraz weźmie udział w budowie statku kosmicznego ERO (Earth Return Orbiter) – wspólnie z Airbusem, który przywiezie próbki zebrane przez łazik (Leonardo dołącza do badań Marsa, 2020-10-21; Airbus w programach ESA badań Księżyca i Marsa, 2020-10-16; Airbus zbuduje marsjański łazik, 2020-06-17).