독일 항공 우주 센터의 미래 달 과학 임무용 첨단 로봇 기술

근본적인 과학적 질문에 답하기 위해 태양계 행성 1개의 위성을 탐사하는 것은 오랫동안 인류의 열망이었다. 과학자들은 우리 태양계의 기원을 더 잘 이해하고, 생명체가 어떻게 형성되었는지에 대한 질문의 대답에 더 가까이 다가갈 수 있기를 바란다. 태양계의 일부 위성들은 엔셀라두스, 유로파, 타이탄과 같이 생명체를 찾을 수 있는 잠재적 후보자들이다. 또한 달은 미래의 인간 우주 임무를 위한 관문 및 입구로 사용될 것을 제안한다. 달의 기반이나 다양한 과학 기구와 같은, 달 위의 기반 시설을 만들기 위한 개념들이 제안되었다. 예를 들어, 달의 먼 쪽에 전파 망원경을 사용하는 것을 기술한다. 하지만, 이러한 달에 도달하는 것은 매우 어려운 일입니다. 대부분의 경우, 그러한 노력에 필요한 재정적 지원은 언급하지 않고, 인간 임무를 배치하는 것은 너무 위험할 것이다. 향후 임무에서 가능한 문 기지를 유지하는 데 있어서 다른 문제들이 발생한다. 이러한 기지는 항상 거주하지 않을 가능성이 크다. 따라서 인간은 이러한 시간 동안 내내 기지를 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 특히 계측기가 파손되어 수리가 필요한 경우 과학 실험을 수행할 수 없다.

로봇은 미래의 행성 탐사 임무를 실현하는 큰 잠재력을 가지고 있다. 그것들은 우리가 태양 물체에 도달할 수 있도록 도와주며, 따라서 인간의 생명을 위험에 처하게 하지 않고, 잠재적인 작동 공간을 넓힙니다. 또한 이 기술을 사용하면 임무 주기를 단축하는 데 도움이 됩니다. 그러나 로봇 공학의 사용과 함께 새로운 과제가 대두된다. 로봇 시스템이 지구 궤도나 지구 달 표면에 있으면 원격 조작이 가능하지만, 로봇이 더 멀리 배치되면 더 어려워진다. 이런 상황에서 긴 통신 지연이 도입된다. 또한, 방사선과 통신 대역폭이 낮기 때문에 로봇을 직접 제어할 수 없게 됩니다.

탐사선 '퀴리오 시티'와의 화성 임무뿐 아니라 2020년 신형 화성 헬기 '인제니 티'와 함께 발사된 후계자 '페르스버런스'와 2022년 발사 예정이었던 ESA 엑소마스 로버가 이전 임무보다 더 높은 수준의 운용 자율성을 요구하는 목소리가 높아질 것으로 보인다. 화성까지의 물리적인 거리는 현재의 별자리에 따라 8분에서 40분 사이의 통신 왕복 시간으로 이어진다. 따라서, 시스템의 안전을 보장하고 임무 속도를 높임으로써 과학 출력을 높이기 위해 로봇에 탑재된 로컬 인텔리전스에 대한 요구 사항은 더욱 증가할 것이다. 예를 들어, 화성 헬리콥터는 계획된 비행시간이 지구로의 최소 통신 왕복 시간보다 낮기 때문에 비행 중에 완전히 자율적으로 운용될 필요가 있다.

NASA, JAXA, ROSCOSMOS, CNSA 및 ESA와 같은 다양한 국가 기관의 여러 활동에서 지구 달은 다가오는 많은 임무에 초점을 맞추고 있다. ROSCOSMOS의 활동 동안, 루나임무가 향후 몇 년 동안 계획된 후에, 루나 28 임무는 달 남극에 착륙하여 슈뢰딩거 분지 및/또는 남극 에이켄 분지 부근에 착륙하는 것을 목표로 한다. 게다가, 인도 우주 연구 기구 (ISRO)는 2024년 북극에 대한 현장 샘플링 임무에 착수하려는 야심 찬 목표를 가지고 달 탐사 로드맵인 찬드라얀 프로그램을 설치했다. 달 남극은 또한 ESA 헤라클레스 프로젝트의 목표이기도 하며 EL3(European Large Logistic Lander) 임무의 목표이기도 하다. 두 프로젝트 모두 대상 영역과 임무 프로필 측면에서 상당히 겹치며 계획된 반복성과 EL3 랜더의 높은 페이로드 기능을 통해 다중 로봇 임무에 대한 아이디어가 가능하다. 한편, 서로 다른 EL3 시나리오에서 임무 설정은 세 가지 측면에 초점을 맞춘다.

— 과학적 출력 및 샘플 반환 기능
— ISRU(In-Situ Resource Utilities) 조사 및 과학 기구에 대한 기술 시연.
— NASA Artemis 프로그램의 프레임에서 달 표면으로 화물을 전달하는 기능 시연
달 표면이 활성화되는 것 외에도, 궤도를 도는 관측소들도 특별한 관심을 가지고 있다. CIS 달 관측소는 '달의 관문'으로 이름이 바뀌었으며, 지구의 달을 공전할 계획이다. 그것은 일년 중 한 달 동안만 사람이 살 것입니다. 이 때문에 방송국 내외부의 로봇 운영은 그 기능과 능력을 높여야 할 것이다. 이 방송국은 표면 활동에 대한 신호 전달 역할을 해야 하지만, 운영자와 공급 자재를 호스팅 할 수 있으며, 이는 다른 통신 능력과 로봇 작동 개념을 이끌어 낼 수 있다.

이러한 반자율적 기능은 로봇 행성 탐사의 많은 문제를 해결하는 데 도움이 되지만, 루프에서 기술적으로 숙련된 인간을 대체할 수는 없다. 이것 때문에 곤란하다.