Марсоход помогает НАСА проводить больше исследований
Пилот-компьютер помогает шестиколесному геологу НАСА в поисках образцов горных пород, которые можно доставить на Землю для более глубокого исследования. Примерно за треть времени, которое потребовалось бы другим марсоходам НАСА, «Персеверанс» недавно проложил себе путь через поле валунов шириной более 1700 футов (около полукилометра). В то время как планировщики намечают общие маршруты марсохода, Perseverance самостоятельно управлял тонкими точками навигации по полю, получившему прозвище «Пик сугроба», благодаря AutoNav, системе автоматического вождения, которая помогает сократить время в пути между областями, представляющими научный интерес. Фактически, Perseverance установил рекорды скорости марсохода на Марсе с момента приземления в феврале 2021 года. Подвиги AutoNav были подробно описаны в статье об автономных системах марсохода, опубликованной в июльском выпуске журнала Science Robotics.
Тайлер Дель Сесто работал над программным обеспечением для AutoNav компании Perseverance семь лет. Раньше он думал, что иногда препятствия, воздвигаемые перед земным близнецом ОПТИМИМА «Персеверанса» во время испытаний на Марсовой верфи в Лаборатории реактивного движения НАСА, выходят за рамки. Он передумал после Пика Сноудрифт. «Он был намного плотнее, чем все, с чем «Персеверанс» сталкивался раньше, — он был просто полностью завален этими большими камнями», — сказал Дель Сесто, заместитель руководителя отдела планирования марсоходов «Персеверанс» в Лаборатории реактивного движения в Южной Калифорнии. «Мы не хотели обходить его, потому что это заняло бы у нас недели. Больше времени на вождение означает меньше времени на науку, поэтому мы просто нырнули».
26 июня «Настойчивость» вошла в восточную окраину пика Сноудрифт. С учетом двух остановок для валунов, которые научная группа хотела осмотреть, прямой маршрут через Сноудрифт составит 1706 футов (520 метров). К тому времени, когда марсоход покинул западный край поля валунов 31 июля, он преодолел 2490 футов (759 метров) — причем большая часть дополнительного расстояния приходится на маневрирование AutoNav вокруг камней, не видимых на изображениях орбитального аппарата, используемых для планирования маршрута. . «Если вычесть сол (марсианские дни), посвященные научной миссии, то переход через пик Сноудрифт занял всего шесть солов с автономным приводом, что, вероятно, на 12 солов быстрее, чем потребовалось бы Curiosity», — сказал Дель Сесто. «Конечно, все в команде знают, что мы достигли такого уровня производительности, только стоя на плечах гигантов. Sojourner, Spirit, Opportunity и Curiosity были первопроходцами».
Какая-то форма кремниевого навигатора использовалась с тех пор, как первый марсоход начал уклоняться от камней в 1997 году. Тогда «Соджорнеру» размером с микроволновую печь нужно было останавливаться каждые 5,1 дюйма (13 сантиметров), чтобы его компьютерный мозг мог подвести итоги своей работы. новые окрестности, прежде чем двигаться дальше. Следующие марсоходы — Spirit и Opportunity размером с тележку для гольфа (прибывшие в 2004 году) — могли преодолевать расстояния до 1,6 фута (0,5 метра), прежде чем им тоже приходилось останавливаться и продумывать следующие шаги. Curiosity, который приземлился в 2012 году, недавно получил обновление программного обеспечения, помогающее принимать решения о вождении, но Perseverance обладает рядом преимуществ: благодаря более быстрым камерам марсоход может делать снимки достаточно быстро, чтобы обрабатывать свой маршрут в режиме реального времени, и у него есть дополнительный компьютер. полностью посвящен обработке изображений, что устраняет необходимость делать паузу для принятия решения о следующем шаге.
«Наш марсоход является прекрасным примером старой поговорки: «два мозга лучше, чем один», — сказал Ванди Верма, ведущий автор статьи и главный инженер миссии по роботизированным операциям в Лаборатории реактивного движения. «Perseverance — это первый марсоход, в котором два компьютерных мозга работают вместе, что позволяет ему принимать решения на лету». Эта автономная способность позволила Perseverance установить новые рекорды марсианского бездорожья, в том числе пройденное за один день расстояние 1140,7 футов (347,7 метра) и самое длинное путешествие без контроля человека: 2296,2 фута (699,9 метра). Но эти достижения имели место еще тогда, когда марсоход двигался по относительно ровной местности дна кратера Джезеро, без больших камней и других кратеров, стоящих на его пути. Вот почему недавнее плавание по усыпанному валунами пику Снежный Дрифт впечатлило даже инженеров, планирующих выезды на марсоходах.
Хотя поле валунов может быть в метафорическом зеркале заднего вида Perseverance, впереди ждут еще больше проблем с вождением. Марсоход начал свою четвертую научную кампанию 7 сентября, пересек «Стену Манду», холмистую линию хребта, разделяющую две геологические единицы вдоль внутреннего края западного края кратера Джезеро. Орбитальные данные показывают, что эта территория заполнена карбонатами, что может предоставить бесценные данные об экологической истории Марса, а также сохранить признаки древней микробной жизни, если таковая существовала в этом районе. «Время, когда научная группа марсохода могла изучать особенности марсианского горизонта и сохранять их для дальнейшего рассмотрения, прошло», — сказал Кен Фарли, научный сотрудник проекта Perseverance в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. «Мы должны быть начеку, потому что автономные возможности Perseverance могут сделать то, что мы видим на расстоянии в один сол, прямо перед нами — или даже позади нас — в следующий». С новыми возможностями исследования приходят и новые проблемы: сломанная скала, более высокие склоны и песчаные дюны, а также небольшие ударные кратеры в ближайшем будущем Perseverance. «Эта новая местность определенно создаст некоторые трудности для нас и AutoNav», — сказал Марк Маймоне, заместитель руководителя группы по роботизированным операциям на Perseverance. «Но в этом и есть наука. Мы готовы».
