NASA wytrwałość w prowadzeniu pojazdu na Marsie „zajmuje kierownicę”

Pierwszy silnik wytrwałości Autonav: Wytrwałość zależy od lewej i prawej kamery nawigacyjnej. Przedstawiony tutaj rendering łączy perspektywę dwóch ruchomych kamer podczas pierwszej jazdy łazika przy użyciu AutoNav, funkcji automatycznej nawigacji. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Najnowszy łazik agencji krąży po Marsie, korzystając z nowo ulepszonego automatycznego systemu nawigacji.

Najnowszy sześciokołowy robot NASA na Marsie, sonda wytrwałości, rozpoczyna epicką podróż po dnie krateru w poszukiwaniu śladów starożytnego życia. Oznacza to, że zespół łazików jest głęboko zaangażowany w planowanie tras nawigacji, tworzenie instrukcji do emisji, a nawet noszenie specjalnych okularów 3D, które pomagają określić trasę.

Jednak coraz częściej łazik sam będzie prowadził, korzystając z potężnego zautomatyzowanego systemu nawigacji. Ten ulepszony system, nazwany AutoNav, mapuje teren przed Tobą, identyfikuje zagrożenia i wyznacza trasę wokół wszelkich przeszkód bez dodatkowych wskazówek ze strony kontrolerów na ziemi.

„Posiadamy umiejętność zwaną „myśl podczas jazdy” – powiedział Vandy Verma, główny inżynier, planista łazików i kierowca w NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii.

Ta umiejętność, wraz z innymi ulepszeniami, może umożliwić nieustępliwość osiągnięcie maksymalnej prędkości 393 stóp (120 metrów) na godzinę; Jego poprzednik, Curiosity, wyposażony we wcześniejszą wersję AutoNav, pokonuje około 20 metrów na godzinę podczas wspinaczki na Mount Sharp na południowym wschodzie.

„Przyspieszyliśmy AutoNav cztery lub pięć razy”, powiedział Michael McHenry, lider mobilności i członek zespołu planistów wędrujących Laboratorium Napędów Odrzutowych. „Jedziemy znacznie dalej w znacznie krótszym czasie, niż pokazała Curiosity”.

Gdy Perseverance rozpoczyna swoją pierwszą kampanię naukową na terenie Krateru Jezero, AutoNav będzie kluczową funkcją, która pomoże wykonać zadanie.

Ten krater był jeziorem, kiedy miliardy lat temu Mars był wilgotniejszy niż dzisiaj, a celem jego trwałości była delta suchej rzeki na skraju krateru. Gdyby życie osiadło na Marsie wcześnie, można by było tam znaleźć jego ślady. Łazik zbierze próbki z odległości 9 mil (15 kilometrów), a następnie przygotuje je do pobrania podczas przyszłej misji, która sprowadzi je z powrotem na Ziemię w celu analizy.

„Będziemy w stanie dotrzeć tam, gdzie naukowcy chcą dotrzeć znacznie szybciej” – powiedziała Jennifer Trosper, która pracowała nad każdym z łazików marsjańskich NASA i jest kierownikiem projektu łazika Mars 2020 Perseverance. „Teraz jesteśmy w stanie przejechać przez ten bardziej złożony teren zamiast go omijać: to nie jest coś, co byliśmy w stanie zrobić wcześniej”.

Element ludzki

Oczywiście trwałość nie może mieć samego AutoNav. Zaangażowanie zespołu Rovera pozostaje kluczowe dla planowania i prowadzenia Ścieżki Wytrwałości. Cały zespół profesjonalistów opracowuje trasę nawigacyjną wraz z planowaniem aktywności łazika, niezależnie od tego, czy bada on interesujący obiekt geologiczny w drodze do celu, czy wkrótce pobiera próbki.

Symulacja komputerowa pierwszego Autonav Perseverance Engine: Ta symulacja komputerowa pokazuje statek kosmiczny NASA Persevering Mars podczas wykonywania pierwszego polecenia za pomocą funkcji Auto Navigation, która pozwala mu unikać skał i innych zagrożeń bez pomocy inżynierów na ziemi. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Z powodu opóźnienia sygnału radiowego między Ziemią a Marsem po prostu nie mogą przesunąć łazika do przodu za pomocą joysticka. Zamiast tego skanują obrazy satelitarne, czasami nosząc okulary 3D, aby zobaczyć powierzchnię Marsa w pobliżu łazika. Gdy zespół się zatrzyma, wysyłają instrukcje na Marsa, a łazik wykonuje je następnego dnia.

Koła Wytrwałości również zostały zmodyfikowane, aby ułatwić realizację tych planów: poza tym, że mają nieco większą średnicę i są węższe niż koła Curiosity, każde z nich ma 48 segmentów, które wyglądają jak lekko faliste linie, w przeciwieństwie do sprzętu Curiosity z 24 szewronami. Celem było zwiększenie przyczepności i trwałości.

Ciekawość nie mogła AutoNav z powodu problemu ze zużyciem kół” – powiedział Trosper. „Na początku misji natknęliśmy się na małe, ostre, spiczaste głazy, które zaczęły wybijać dziury w kołach, a AutoNav nie uniknęło tego”.

Większy prześwit na brzuchu umożliwia również łazikowi bezpieczne przetaczanie się po nierównym terenie – w tym na dużych głazach. Rozszerzone możliwości automatycznej nawigacji Perseverance obejmują ENav lub Enhanced Navigation, połączenie algorytmu i oprogramowania, które pozwala na dokładniejsze wykrywanie zagrożeń.

W przeciwieństwie do swoich poprzedników, Perseverance może używać tylko jednego ze swoich komputerów do poruszania się po powierzchni; Główny komputer może poświęcić się wielu innym zadaniom, które utrzymują pojazd w dobrej kondycji i aktywności.

Ten element obliczania wizji lub VCE kierował wytrwałością na powierzchnię Marsa podczas jego wejścia, zejścia i zejścia w lutym. Teraz jest on używany w pełnym wymiarze godzin do mapowania podróży łazika, jednocześnie pomagając mu uniknąć problemów po drodze.

Łazik śledzi również, jak daleko przemieszcza się z jednego miejsca do drugiego, korzystając z systemu zwanego „optycznymi licznikami kilometrów”. Wytrwałość co jakiś czas robi zdjęcia podczas ruchu i porównuje jedną pozycję z drugą, aby sprawdzić, czy przesunął się o oczekiwaną odległość.

Członkowie zespołu twierdzą, że chcą pozwolić AutoNav „przejąć prowadzenie”. Ale będą też gotowi wkroczyć w razie potrzeby.

A jak to jest jeździć po Marsie? Planiści i kierowcy twierdzą, że nigdy się nie starzeje.

– Jesero jest niewiarygodne – powiedział Verma. „To raj dla kierowców Roverów. Kiedy nosisz okulary 3D, widzisz więcej zmarszczek w terenie. W niektóre dni po prostu patrzę na zdjęcia”.