Felkészülés a Mars-misszióra a Leica Pegasus:Backpack-kel és a BLK360-nal

Az Európai Űrügynökség (ESA) által kiválasztott űrhajósok a PANGEA-X (Bolygó-Analóg Geológiai és Asztrobiológiai Gyakorlat Űrhajósoknak) program keretén belül a spanyol Lanzarote szigetén folytatták nemrégiben felkészülésüket a jövőbeli Mars-expedícióra.

Lanzarote Mars-analógiája a vulkanikus képződményeinek és a száraz kílmájának

37726199695_b9601aaf61_o

Dr. Rosa de la Torre Noetzel, INTA (Spanyol Űrkutatási Intézet), mikroorganizmusokat vizsgál Lanzarote-n a SUBLIMAS project keretein belül

köszönhető, így kiváló helyet biztosít a földi körülmények közti geológiai bolygó-kutatási tréningekhez. A terep arculatát az Atlanti-Óceán vízmozgása és a tűzhányók működése együttesen alakította mai formájára közel 15 millió éven át. Ennek alapos tanulmányozásával az űrhajósok és kutatók megtanulhatják felismerni és azonosítani a Mars korábbi, vízborította időszakából származó vízre utaló jeleket, amelyek akár további biológiai nyomokhoz is vezethetnek.

Az expedíció és a kutatások elengedhetetlen és elsődleges alapfeladata  a pontos helymeghatározás, felderítés és térképezés. Minden begyűjtött geológiai és kémiai adathoz a környező teret és a lokalizációt leíró adatot is hozzá kell fűzni. Ez érvényes a földi és idegen bolygókon végzett expedíciókra is, segít többek között a bázis és alaptábor helyének kiválasztásában is. Mindehhez a lehető legpontosabb és leghatékonyabb térképezési eljárásokra van szükség.

A kiképzés része volt egy 8 km hosszú láva-alagút feltérképezése, amely száraz és vízzel telített részeket is tartalmaz. Ezt a földalatti struktúrát konstans hőmérséklet, valamint a kozmikus mikrometeoritoktól és sugárzásoktól való védettség jellemzik, így hasonló képződmények kiváló menedékhelyként is szolgálhatnak egy zord vidéken.

A Leica Geosystems Mobile Mapping csapata mintegy 20 perc alatt képezte ki a helyszínen Matthias Maurer német űrhajóst a Pegasus:Backpack-kel való felderítő térképezés végrehajtására.

 Mászni és mindeközben geológiai térképezést végezni a csúcstechnológiás Pegasus:Backpack-kel egészen egyszerű és hatékony feladat volt. Már látom is magam előtt, amint ez a technológia az űrruha beépített részét fogja képezni a jövő Hold- és Mars felderítő missziói esetén.   – mondta Maurer.

38558480666_75fec6aef3_o                  Matthias Maurer ESA űrhajós a Pegasus:Backpack oktatás közben

A Pegasus:Backpack szinkronizáltan végez adatgyűjtést öt darab beépített kamerája és kettő darab 3D profilozó LiDAR rendszere segítségével. Földalatti térségekben, nehezen elérhető helyeken, műholdas helymeghatározás nélkül is képes  előállítani a fizikai valóság digitalizált modelljét egy 3D pontfelhő, valamint gömbpanorámák formájában. Az űrhajós a barlang oda-vissza irányú bejárása közben valós időben, egy tableten keresztül szemlélte a mérési eredményeket, az útvonal végén pedig összehasonlította a kezdeti és visszatéréskori geometriai eltéréseket

A csapat két különböző típusú adatgyűjtést végzett a Backpack-ben rejlő pozícionálási lehetőségek tesztelésére:

1.Integrált GNSS és SLAM alapú megoldás: ez földi felhasználás során nagypontosságú és egy abszolút geocentrikus koordinátarendszerbe (WGS84) illesztett végeredményt biztosít. A külszínen, nyílt égbolt alatt felvett kezdőpozíció és a szintén GNSS jelek észlelésével zárt fix zárópozíció segíti hozzá a műholdas lefedettség nélkül felvételezett területeken (barlang) áthaladó térképezési útvonal, trajektória kiigazítását. Mivel a pozícionálási célú műholdas kiépítettség jelenleg a Naprendszer többi bolygójánál nem áll rendelkezésre, ezért ez a megoldás önmagában nem lenne működőképes egy esetleges Mars-expedíció során. Tény az is, hogy a Locata (Leica Geosystems Partner) fejlesztői már létrehoztak egy megoldást ezen probléma áthidalására, olyan módon, hogy a szokványos értelemben vett “műholdakat” telepítik a felmérni kívánt kisebb kiterjedésű környezetbe és a helymeghatározáshoz szükséges ívmetszéseket ezek a telepített, mozdulatlan, ismert pozíciójú terepi egységek által sugárzott jelek biztosítják. Erről az ún. Locata megoldásról korábbi kétrészes cikkünkben olvashatsz bővebben:

2.Tiszta SLAM alapú megoldás: ebben az esetben csupán az iránytű, az IMU (inerciális mérőegység) és egy matematikai Kálmán-szűrőn alapuló algoritmus, az ún. SLAM (egyidejű lokalizáció és térképezés) biztosítja a trajektória előállítását a profilozó LiDAR és a kamera felvételeinek szinkronizált felépítéséhez. A SLAM lényege, hogy az IMU gyorsulás- és dőlésmérő szenzorai által meghatározott elsődlegesen becsült trajektória elcsavarodásait (drift) képes helyre illeszteni a LiDAR és a kamerák által gyűjtött adatok segítségével. Leegyszerűsítve, a rendszer képes felismerni és azonosítani jellegzetes objektumokat és geometriákat egy többszörös útvonal végigjárása vagy hurkok, visszatérések esetén – ezzel javítva a végeredményt. A SLAM-ről bővebben következő alkalommal megjelenő cikkünkben tudhatsz meg többet.

Az alábbi videó a feltérképezett láva-alagút geometria szerkezetét mutatja be. A felületmodell a Pegasus:Backpack által létrehozott pontfelhőből készült.

A tréning során a Leica BLK360-as kisméretű szkenner is bevetésre került az egészen nehezen megközelíthető üregek feltérképezésére és dokumentálására. A mindössze 1kg tömegű eszköz 3 perc alatt készíti el a panorámaképeket és környezete 3D pontfelhőjét egy álláspontból:

srs_st-114Leica BLK360 barlangtérképezéshez

Az ESA a PANGEA-X program keretében a Leica Geosystems két úttörő technológiáját felhasználva képezi ki korunk űrhajós alakulatait. Habár a program jelen résztvevőinek számára minden bizonnyal nem fog megadatni a lehetőség, hogy személyesen eljussanak a Marsra, értékes tapasztalataik átadásával a jövő asztronautáinak útjait egyengetik. A technológiai fejlődés napjainkban tapasztalt rohamos ütemének megtartásával pedig egyáltalán nem tűnik lehetetlennek Matthias Maurer elképzelése, miszerint a Pegasus:Backpack-ben rejlő intelligencia szerves része lesz a Mars-kutatók alapfelszerelésének.

Az eredeti cikket az ESA hivatalos blog-oldalán találod: http://blogs.esa.int/caves/2018/03/13/the-bowels-of-earth-in-3d/

A felhasznált képek és videók az ESA tulajdonát képzik, azokat Alessio Romeo készítette.A teljes album az alábbi oldalon érhető el: https://www.flickr.com/photos/europeanastronauttraining/sets/72157690828511246/

Ízelítőül néhány további fotó a kiképzésről:

37897974814_1d4c686485_oA felderítő csapat, amint megközelíti a láva-alagút bejáratát
38608211282_6f71b72182_oPegasus:Backpack-kel a láva-alagút mélyén
DWLCEXKWsAAj2SX
Kutatócsapat a kietlen vidéken
24694493838_ff6e55486a_oLiDAR-navigációs önjáró felderítő robot a naplementében
38557378786_fd838b6b60_oGeológiai mintabegyűjtés

Üdvözlettel
a Leica Geosystems
magyarországi csapata

Hasznosnak találod az oldalt? Oszd meg a tudásodat másokkal: ez az egyik módja annak, hogy halhatatlan légy. (Tendzin Gjaco)

%d blogger ezt szereti: