Polski system zjazdowy przeszedł testy łazika marsjańskiego

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) udostępniła pierwsze nagranie próbnego zjazdu europejskiego łazika marsjańskiego po polskim systemie zjazdowym. Oba urządzenia wezmą udział w misji ExoMars. Podczas testów polski mechanizm wytrzymał obciążenia większe niż te przewidywane na Marsie. Ponadto próby nie wykazały problemów z jego działaniem, co potwierdza niezawodność systemu w testowanych warunkach.

Źródło: materiały prasowe ESA

– Tak dobre wyniki polskich mechanizmów to świetna wiadomość, szczególnie w kontekście kolejnych misji z udziałem europejskich łazików – mówi Maksymilian Gawin, kierownik projektu EGRESS & ADB w Astronice.

Maksymilian Gawin, kierownik projektu Egress | Źródło: materiały prasowe ESA

Dzięki współpracy z ESA i dostawcami sektora kosmicznego Astronika ma szansę rozwijać produkcję systemów zjazdowych. Mogłyby one obsługiwać misje marsjańskie, księżycowe oraz wyprawy na inne ciała niebieskie. Polskie systemy mogą zapewniać bezpieczny zjazd łazików w całym Układzie Słonecznym.

Misja ExoMars rozpocznie się za dwa lata, w październiku 2028 roku. Dlatego wszyscy dostawcy finalizują obecnie modele lotne urządzeń, które wezmą udział w misji. Wśród nich znajduje się polska firma Astronika, odpowiedzialna za dwa systemy: mechanizm opuszczania łazika na Marsa oraz rozkładane anteny. Prace mają zapewnić gotowość wszystkich elementów przed planowanym startem.

Polski system umożliwi zjazd łazika na powierzchnię Marsa

Zanim europejski łazik Rosalind Franklin rozpocznie poszukiwania śladów życia na Marsie, musi wykonać jeden z najtrudniejszych manewrów misji. Chodzi o zjazd z lądownika na powierzchnię planety. Umożliwi mu to autonomiczny system zjazdu, który zaprojektowała i zbudowała polska firma Astronika. W Turynie zakończyła się dwumiesięczna kampania testów tego mechanizmu. W jej trakcie bliźniaczy model łazika ponad 20 razy zjechał po polskim systemie w warunkach naśladujących Marsa.

Łazik Rosalind Franklin, pierwszy europejski pojazd planetarny, wyląduje na Marsie w 2030 roku. Jako pierwszy w historii będzie wiercił do dwóch metrów pod powierzchnią, aby szukać śladów dawnego życia. Jednak przed rozpoczęciem badań musi bezpiecznie opuścić platformę lądowania. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zalicza tę operację do najbardziej krytycznych zadań misji.

– Na Marsie będziemy mieli tylko jedną szansę. Po zjeździe nie ma odwrotu, więc musimy zrobić to dobrze – podkreśla Eric Zekri, lider zespołu łazika ExoMars w ESA.

System zjazdowy, określany po angielsku jako Egress, to złożone urządzenie przeznaczone do pracy w kosmosie i na Marsie. Na tej planecie panują zupełnie inne warunki fizyczne niż na Ziemi. Dlatego mechanizm musi przetrwać start rakiety, wielomiesięczny lot przez przestrzeń kosmiczną oraz lądowanie. Następnie musi zadziałać prawidłowo już za pierwszym razem.

Źródło: materiały prasowe ESA

Jak przebiegały testy systemu zjazdowego?

Przez całą podróż z Ziemi, trwającą ponad rok, trzymetrowy aluminiowy system zjazdowy pozostanie złożony i zablokowany. Po wylądowaniu musi samoczynnie się rozłożyć, mimo temperatury sięgającej kilkudziesięciu stopni poniżej zera. Dodatkowym utrudnieniem będzie atmosfera ponad sto razy rzadsza niż ziemska. Co więcej, nikt nie będzie mógł naprawić ani poprawić mechanizmu.

System zjazdowy zapewnia łazikowi dwie drogi opuszczenia lądownika: z przodu i z tyłu. Operatorzy na Ziemi wybiorą kierunek zjazdu na podstawie zdjęć okolicy wykonanych z orbity.

Testy w ośrodku ALTEC w Turynie odtworzyły najtrudniejsze scenariusze. Specjalne urządzenie przejmowało dwie trzecie ciężaru 300-kilogramowego łazika, aby odwzorować około trzykrotnie słabsze przyciąganie Marsa. Ponadto podczas prób pochylano lądownik o 20 stopni i umieszczano przeszkody pod systemem zjazdowym. W ten sposób symulowano sytuację, w której platforma osiada na głazie lub zboczu. Łazik wykonywał zjazdy z obu stron lądownika.

Choć na Marsie system zjazdowy zadziała tylko raz, na Ziemi musiał przejść znacznie więcej prób. Mechanizm pomyślnie przeszedł testy trwałości, czyli wielokrotnego użycia (ang. lifetime tests). Wyniki potwierdziły jego niezawodność w warunkach przeprowadzonych badań.

– Ogromną satysfakcję daje widok łazika, który w tak wymagających warunkach z powodzeniem zjeżdża z platformy. Znakomite działanie ramp świadczy o jakości projektu – mówi Chiara Lombardi, inżynier odpowiedzialna za połączenie łazika z lądownikiem w misji ExoMars.

– Każdy z ponad dwudziestu udanych zjazdów łazika potwierdza skuteczność przyjętych rozwiązań. Podobnie każda z prawie stu prób rozkładania systemu pokazuje, że polska inżynieria potrafi sprostać wymaganiom europejskich misji – podkreśla Maksymilian Gawin.

Źródło: materiały prasowe ESA

Testy wibracyjne, termiczne i ochrona Marsa przed drobnoustrojami

Astronika odpowiada za projekt i budowę autonomicznego systemu zjazdu w ramach europejskiego konsorcjum przemysłowego. Liderem misji jest Thales Alenia Space, natomiast platformę lądowania buduje Airbus.

Wcześniej system przeszedł testy wibracyjne, które symulowały start rakiety. Następnie inżynierowie przeprowadzili dwutygodniowe testy w komorze termiczno-próżniowej, gdzie temperatura spadała do −70°C i panowała niemal próżnia. Mechanizm przeszedł również rygorystyczny proces redukcji drobnoustrojów. Procedura ma zapobiec zanieczyszczeniu Marsa organizmami pochodzącymi z Ziemi.

Wyniki testów skomentowali także partnerzy konsorcjum. Maithri Galapitiya, przedstawiciel firmy Airbus odpowiedzialnej za budowę platformy lądowania, pogratulował zespołowi Astroniki.

– Congratulations Astronika team. Well deserved!!! (Gratulacje dla zespołu Astroniki. Zasłużyliście!) – napisał Maithri Galapitiya.

Polski wysięgnik antenowy zapewni łączność podczas misji

W ramach misji ExoMars polscy inżynierowie pracują również nad wysięgnikiem anteny komunikacyjnej (ang. Antenna Deployable Boom, ADB). Urządzenie zapewni łączność między łazikiem a lądownikiem. Ponadto system komunikacji pomiędzy urządzeniami umożliwi sterowanie misją. Wysięgnik przeszedł już testy kwalifikacyjne i akceptacyjne modelu lotnego. Obecnie firma przygotowuje urządzenie do dostarczenia klientowi.

Źródło: materiały prasowe ESA

Udział Astroniki w misji ExoMars pokazuje znaczenie współpracy w ramach polskiego sektora kosmicznego. Firma podkreśla również rolę wsparcia ze strony administracji publicznej.

– Ogromne znaczenie ma dla nas stałe, konsekwentne wsparcie administracji publicznej. Dotyczy to przedstawicieli Ministerstwa Rozwoju i Technologii, Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz Polskiej Agencji Kosmicznej – dodaje Maksymilian Gawin.

Misja ExoMars w liczbach

• 3 m – długość rozłożonego systemu zjazdowego
• 2 drogi zjazdu – z przodu i z tyłu lądownika
• Około 5 minut – czas samoczynnego rozłożenia systemu zjazdowego na Marsie
• Ponad 20 – liczba próbnych zjazdów podczas dwumiesięcznej kampanii testów
• Prawie 100 – liczba rozłożeń systemu zjazdowego
• 300 kg – masa łazika
• 1/3 ziemskiej grawitacji – przyciąganie na Marsie
• 2 m – głębokość, z której łazik pobierze próbki gruntu
• 2028 – planowany start misji
• 2030 – planowane lądowanie na równinie Oxia Planum