Pomogą sprowadzić próbki z Marsa na Ziemię

Nad stworzeniem prototypu podwozia dla łazika Sample Fetch Rover (SFR) pracują inżynierowie polskiej firmy PIAP Space w międzynarodowym konsorcjum z firmami Airbus (głównym wykonawcą projektu) i MDA. Projekt jest finansowany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA).

Łazik SFR odegra kluczową rolę w programie Mars Sample Return (2020-2030). Program ten to wspólne przedsięwzięcie NASA i ESA, którego nadrzędnym celem jest przetransportowanie na Ziemię materiałów badawczych pobranych w trakcie ostatnich lat eksploracji Marsa.

Pierwszy etap tego programu rozpoczął się spektakularnie i wciąż trwa. W jego ramach łazik Perseverance w 2021 roku wylądował na obszarze marsjańskiego krateru Jezero i pozyskuje próbki z interesujących geologicznie miejsc Czerwonej Planety. 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). Ten przetransportuje je na Ziemię, by mogły zostać poddane szczegółowym analizom.

Prace nad prototypem podwozia łazika SFR 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.

Jednym z najtrudniejszych zadań dla polskich inżynierów przy projektowaniu urządzenia było poradzenie sobie z marsjańskim... kurzem i pyłem. "Wszelkie ruchome elementy, silniki, mechanizmy muszą być dobrze uszczelnione, bo kurz marsjański ma dziesięciokrotnie mniejszą średnicę od ziemskiego piasku. Dostaje się wszędzie" - opisuje w rozmowie z PAP Mateusz Wolski, prezes zarządu PIAP Space.

W listopadzie 2021 roku prototyp urządzenia został dostarczony do siedziby RUAG w Szwajcarii, gdzie poddawany jest testom możliwości trakcyjnych. Teraz w Wielkiej Brytanii montowane są na nim kolejne elementy wyposażenia łazika, który docelowo będzie ważył ok. 100 kg. Jesienią konstrukcja będzie testowana na odwzorowanym terenie marsjańskim Airbus UK w brytyjskim Stevenage.

"Jeżeli te testy zakończą się sukcesem, to kolejnym krokiem będzie opracowanie modelu inżynieryjnego, potem modelu kwalifikacyjnego i modelu lotnego podwozia. Na każdym etapie wprowadzane są poprawki i ulepszenia z testów, które mają sprawić, że to finalne urządzenie będzie niezawodne. W kolejnych etapach jesteśmy oferentem. Jednak decyzja o tym, kto będzie budował finalne urządzenie jest przed nami" - przyznaje rozmówca PAP.

Wyjaśnia, że ze względu na prestiż misji i dla minimalizacji ryzyka niepowodzenia NASA i ESA przyjęły metodologię budowy kolejnych prototypów. "Jesteśmy na początku pewnej drogi. Mamy jednak nadzieję, że rozwiązania zaimplementowane w urządzeniu staną się podstawą budowy docelowego łazika marsjańskiego, który będzie niezbędny dla sprowadzenia próbek z Marsa na Ziemię" - dodaje.

W ostatnim etapie programu Mars Sample Return zbudowany przez ESA orbiter powrotny (Earth Return Orbiter) 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. Przechwyci MAV z niskiej orbity Marsa i przetransportuje próbki na powierzchnię Ziemi. Kapsuła powróci na Ziemię w 2031 roku podczas okna transferowego Mars-to-Earth.

Ewelina Krajczyńska