Marsjańskie próbki dotrą na Ziemię dzięki Polakom

Próbki zgromadzone przez łazika Perseverance na powierzchni Marsa mają dotrzeć na Ziemię już w 2031 roku.

PIAP Space – firma dostarczająca rozwiązania robotyczne dla sektora kosmicznego – działa w międzynarodowym konsorcjum wraz z firmami Airbus (głównym wykonawcą projektu) i MDA. Wspólnie pracują nad stworzeniem prototypu podwozia dla łazika Sample Fetch Rover (SFR), który odegra kluczową rolę w programie Mars Sample Return.

Polskie komponenty już u głównego integratora

Prace nad prototypem trwały w latach 2020-2021. PIAP Space odpowiedzialny był w ich trakcie za projekt wykonawczy, produkcję, wprowadzanie poprawek technologicznych oraz wstępne testy podwozia SFR. Kanadyjska firma MDA stworzyła oprogramowanie, projekt 3D oraz schematy elektryczne podwozia, a szwajcarski RUAG odpowiadał za inżynierię systemową i nadzór walidacji urządzenia.

W listopadzie 2021 roku stworzony przez Polaków prototyp urządzenia został dostarczony do siedziby RUAG w Szwajcarii, gdzie poddawany jest testom możliwości trakcyjnych.

– Dostawa prototypu podwozia Sample Fetch Rover jest kamieniem milowym w rozwoju PIAP Space. Mamy nadzieję, że rozwiązania zaimplementowane w tym urządzeniu staną się podstawą budowy docelowego łazika marsjańskiego, który będzie niezbędny dla sprowadzenia próbek z Marsa na Ziemię – podkreśla Mateusz Wolski, prezes zarządu PIAP Space.

Jak zaznaczają eksperci PIAP Space, nie bez znaczenia było wcześniejsze doświadczenie firmy z projektowaniem i prototypowaniem ramion robotycznych (projekt TITAN) oraz łazików (projekt VELES), które zadecydowały o włączeniu polskiej firmy w ramy amerykańsko-europejskiej współpracy.

Jaką rolę odegra Sample Fetch Rover?

Ze względu na ograniczenia związane z wagą i funkcjonowaniem w przestrzeni kosmicznej, lądowniki i pojazdy biorące udział w misjach eksploracji Marsa wyposażone są jedynie w te narzędzia, które pozwalają spełniać podstawowe zadania. Pojazdy autonomiczne eksplorujące dziś powierzchnię Marsa, jak Perseverance, posiadają instrumenty umożliwiające pozyskanie próbek i ich podstawową analizę. Zaawansowane badania materiałów pochodzących z Czerwonej Planety muszą zostać przeprowadzone na Ziemi.

Ze względu na ograniczone możliwości analizy przez łaziki, pobrane z powierzchni Marsa próbki zostają zmagazynowane we wnętrzu samych pojazdów, by w przyszłości zostać pozostawione w wyznaczonych punktach. Zadaniem Sample Fetch Rover będzie dotarcie do tych punktów i przeniesienie próbek na pokład pojazdu kosmicznego, który przetransportuje je na Ziemię, by mogły zostać poddane szczegółowym analizom.

Mars Sample Return – o programie

Program Mars Sample Return (2020-2030) to wspólne przedsięwzięcie NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), którego nadrzędnym celem jest przetransportowanie na Ziemię materiałów badawczych pobranych w trakcie ostatnich lat eksploracji Marsa.

W ramach programu zaplanowane zostały trzy starty rakiet.

Pierwszym etapem jest misja NASA Mars 2020. W jej ramach łazik Perseverance, który w 2021 roku wylądował na obszarze marsjańskiego krateru Jezero, pozyskuje próbki z interesujących geologicznie miejsc. Pobrane materiały zostaną przechowane w 43 cylindrycznych tubach i pozostawione na powierzchni planety do późniejszego zebrania.

W drugim etapie programu, który rozpocznie się w 2026 roku, rakieta z lądownikiem i łazikiem Sample Fetch Rover na pokładzie wyruszy na Marsa, by odzyskać przygotowane próbki. Łazik wykona swoje zadanie za pomocą ramienia robotycznego i umieści materiały w pojemniku pojazdu Mars Ascent Vehicle (MAV). Podróż powrotna w stronę Ziemi rozpocznie się w 2029 roku od wyniesienia MAV na niską orbitę Marsa.

W ostatnim etapie programu satelita ESA – Earth Return Orbiter – przechwyci MAV i przetransportuje próbki na powierzchnię Ziemi. Zbudowany przez ESA orbiter powrotny wystartuje na rakiecie Ariane 6 w październiku 2026 r. Dotrze na Marsa w 2027 r. wykorzystując napęd jonowy, a także oddzielny element napędowy, aby stopniowo obniżać swoją orbitę do właściwej niskiej orbity marsjańskiej do lipca 2028 r. Kapsuła powróci na Ziemię w 2031 roku podczas okna transferowego Mars-to-Earth.

PIAP Space jest spółką spin-off założoną w 2016 roku przez Sieć Badawczą Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów, wyspecjalizowaną w dostarczaniu rozwiązań robotycznych dla sektora kosmicznego. Rozwija technologie i produkty w zakresie urządzeń do integracji i testowania satelitów (MSGE), aktywnego usuwania śmieci kosmicznych, manipulatorów i chwytaków, obsługi satelitów na orbicie, interakcji człowiek-robot oraz systemów wizyjnych i mechanizmów. PIAP Space od początku swojej działalności realizuje kontrakty dla Europejskiej Agencji Kosmicznej związane z monitorowaniem i eksploracją przestrzeni kosmicznej dziś i w przyszłości, w tym projekt ramienia robotycznego do serwisowania satelitów TITAN oraz opracowanie robota autonomicznego VELES do projektu PRO-ACT.

Misja jest realizowana i finansowana w ramach programu Europejskiej Agencji Kosmicznej.