Osmnáctého února 2021 bude na Zemi několik lidí prožívat velmi napínavých sedm minut. Těch sedm minut se bude skrz atmosféru Marsu drát k povrchu MarsRover 2020. Jeho cílem bude přistát v kráteru Jezero. Přistávat bude bez přímého spojení se Zemí, od které jej bude dělit několikaminutové časové zpoždění. Mise bude přistávat podobně jako v roce 2012 vozítko Curiosity. Nejdříve horký vstup do atmosféry následován rozevřením padáku, následně odhození aerodynamického krytu, odhození horního krytu s padákem, krátký volný pád, načež se zažehnou motory nebeského jeřábu, který by měl na lanech zajistit dosednutí samotného vozítka měkce do cílové pozice. Lidé na Zemi se výsledek dozví až ve chvíli, kdy bude vozítko již několik minut stát na povrchu Marsu. A takovou operaci je třeba důkladně nacvičit ještě zde na Zemi. Na Marsu musí software a hardware dokonale pracovat autonomně.

„Poprvé jsme přistáli v kráteru Jezero 23. ledna letošního roku,“ řekla Heather Bottom, systémová inženýrka mise MarsRover 2020 v JPL v Pasadeně v Kalifornii. „A rover úspěšně přistál na Marsu i o dva dny později.“

Heather Bottom je vedoucí testovacích zkoušek přistání, nazvaných Systém Test 1 – ST1 pro misi MarsRover 2020 a v jejích očích skutečně první přistání nového roveru již proběhlo. Vůbec poprvé se totiž testovací simulace přistání MarsRoveru 2020 uskutečnila s reálným hardwarem, elektronikou a softwarem, který vyrazí na skutečnou misi. Úspěch tohoto testu byl klíčový, protože jednotlivé součásti mise poprvé simulovaly přistání společně, jako by k němu opravdu docházelo. První kusy reálného hardwaru pro misi převzala Bottom a její tým 71 inženýrů na začátku letošního roku. Společně pak v čisté místnosti High Bay 1, kde jsou komponenty mise MR2020 připravovány, začali pracovat na svých simulacích.

„Test ST1 byl obrovsky důležitý,“ řekla Bottom. „Byla to naše první šance, že budeme používat letový software, který své úkoly začne plnit až v roce 2020, dále se skutečnými součástmi celé sondy a roveru, které budou směřovat na Mars – a poprvé jsme se mohli ujistit, že fungují nejen podle dřívějších simulací, ale také v interakci s ostatními kusy hardwaru a podle očekávání.“

Vývojové týmy samozřejmě využívají zkušeností, kterých se naučily při vývoji softwaru pro mise Opportunity, Spirit a Curiosity, nicméně mise MR2020 je jiná, směřuje na jiné místo na Marsu a proto je třeba software výrazně upravit pro její potřeby. Práce na novém softwaru začaly v roce 2013. Nejprve byl testován na osobních počítačích a přenosných počítačích vývojového týmu. Později se software přesunul na testovací kusy mise, které svým vybavením napodobovaly budoucí reálné komponenty a počítače mise.

„Virtuální pracovní stanice a testovací hardware jsou důležitou součástí vývojového procesu,“ řekla Heather Bottom. „Ale desítky tisíc jednotlivých komponent, které tvoří elektroniku této mise, nebudou jednat, ani reagovat, přesně jako testovací kusy. Využití skutečného letového softwaru a skutečného letového hardwaru, který navíc pracuje společně, je nejlepším způsobem, jak budovat skutečně funkční a bezpečnou věc.“

V den, kdy se ST1 začal připravovat, byla čistá místnost High Bay 1 plná pobíhajících inženýrů a byl v ní velký ruch. V té chvíli probíhala instalace softwaru, ověřovaly se správné funkce všech hardwarových částí, které se měly stát součástí testů a v celém prostoru to šumělo hlasy. Nicméně již následující den zdánlivě veškerý ruch zcela utichl. Kolem hardwaru, který v místnosti spočíval, nikdo nechodil. Většinu personálu nahradili dva technici, kteří kontrolovali propojení všech částí mise. Byla totiž poprvé propojena kastle vznikajícího roveru, nebeský jeřáb (Sky crane) a aerodynamické štíty. Nyní spolu mohly navzájem interagovat. Bylo to vůbec poprvé, co se všechny součástí mise spojily dohromady. Komunikace s těmito stroji následně začala probíhat pouze dálkově, přes pásmo X, tedy stejně, jako bude probíhat při reálné misi ve vesmíru.

Samotný proces ST1 začal vysláním příkazů, aby se aktivovaly elektrické komponenty celé sestavy a nastavily dané termální, energetické a telekomunikační konfigurace. Zatímco všechny součásti kosmické techniky zůstaly v čisté místnosti, Bottom a její tým pracovali s celou sestavou tak, jakoby spočívala na vrcholu rakety Atlas 5.41, vztyčené nad komplexem LC 41 na mysu Canaveral 17. července 2020. Tedy v den, kdy se má Mars Rover 2020 vydat do vesmíru.

Další testy probíhaly simulací nejdůležitějších okamžiků mise. Testovalo se proto chování celého soustrojí v době letu vesmírem. Nacvičovaly se změny dráhy a reakce přeletového hardwaru. Celý tým byl přitom schovaný za skly čisté místnosti a sledoval hardware, který tam spočíval. Při běžném pohledu se se stroji nic nedělo, jen klidně ležely na pracovních stolech. Jejich nitra však ožila a software řídil všechen připravený hardware. Vysílaly se příkazy, software je přijímal a prováděl zadané úkoly, následně posílal telemetrii zpět technikům. Zkoušelo se ovládání palivových ventilů, které se skutečně otevíraly a zavíraly tak, jakoby prováděly skutečné korekce dráhy, software dále například vysílal signály do zatím neexistujících pyropatron, které u Marsu budou míst na starost oddělení tepelného štítu, nebo samotného roveru.

Poslední den ledna roku 2019 mohl tým inženýrů dokončit poslední test svého více jak tisícistránkového harmonogramu, během kterého naučil letový hardware a software navigovat ve vesmíru, řízeně procházet atmosférou a úspěšně přistávat v kráteru Jezero. Celý proces přeletu a přistání na Marsu se uskutečnil dvakrát. Další testy několikrát opakovaly řízený let atmosférou, či navigaci ve vesmíru. První z řady simulovaných testů na skutečném hardwaru byl úspěšně dokončen. Tým čeká analýza získaných dat, opravy softwaru a v letošním roce se na podobné simulace ještě několikrát vrátí, aby byl rover připraven ke startu v roce 2020.

Otázkou však zůstává, zda se start v tomto startovacím okně stihne. Mise totiž v pozadí prožívá některé technické obtíže. Například v návrhu rozpočtu na fiskální rok 2020 je skrytý požadavek na navýšení rozpočtu o 15%, který vznikl kvůli potížím při konstrukci dvou z vědeckých přístrojů PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) a SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) a systému na odběr a skladování vzorků. Náklady na misi by tak měly dosáhnout celkem 2,83 miliardy dolarů, přičemž v roce 2012 se počítalo s náklady 1,5 miliardy dolarů.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://spacepolicyonline.com/

Zdroje obrázků:
https://spacepolicyonline.com/wp-content/uploads/2019/03/Mars-2020.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/jezerocrater.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/helicopter20180511.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia-23097-16.jpg
https://i.imgur.com/lEWbGvl.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA22966.jpg