NASAs selvkørende Perseverance Mars-rover tager rattet

NASAs nyeste sekshjulede robot på Mars, Perseverance roveren, begynder på en episk rejse hen over et kraterbund på udkig efter tegn på gammelt liv. Det betyder, at rover-teamet er dybt engageret i planlægningen af ​​navigationsruter, udarbejdelse af instruktioner, der skal stråle op, endda iført specielle 3D-briller for at hjælpe med at kortlægge deres kurs.

Men i stigende grad, roveren vil tage ansvaret for kørslen af ​​sig selv, ved hjælp af et kraftfuldt auto-navigationssystem. Kaldet AutoNav, dette forbedrede system laver 3D-kort over terrænet forude, identificerer farer, og planlægger en rute rundt om eventuelle forhindringer uden yderligere vejledning fra controllere tilbage på Jorden.

"Vi har en egenskab, der hedder 'at tænke mens du kører,' " sagde Vandi Verma, senioringeniør, rover planlægger, og chauffør ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. "Roveren tænker på det autonome drev, mens dens hjul drejer."

Den evne, kombineret med andre forbedringer, kan gøre det muligt for Perseverance at nå en tophastighed på 393 fod (120 meter) i timen; sin forgænger, Nysgerrighed, udstyret med en tidligere version af AutoNav, dækker omkring 66 fod (20 meter) i timen, når den bestiger Mount Sharp mod sydøst.

"Vi fremskyndede AutoNav med fire eller fem gange, sagde Michael McHenry, lederen af ​​mobilitetsdomænet og en del af JPL's team af roverplanlæggere. "Vi kører meget længere på meget kortere tid, end Curiosity demonstrerede."

Mens Perseverance begynder sin første videnskabskampagne på gulvet i Jezero Crater, AutoNav vil være en nøglefunktion i at hjælpe med at få arbejdet gjort.

Dette krater var engang en sø, hvornår, milliarder af år siden, Mars var vådere end i dag, og Perseverances destination er et udtørret floddelta ved kraterkanten. Hvis livet nogensinde tog fat på den tidlige Mars, der kan findes tegn på det. Roveren vil indsamle prøver over omkring 9 miles (15 kilometer), Forbered derefter prøverne til indsamling af en fremtidig mission, der ville tage dem tilbage til Jorden til analyse.

"Vi vil være i stand til at komme til steder, som forskerne gerne vil hen meget hurtigere, sagde Jennifer Trosper, som har arbejdet på hver eneste af NASAs Mars-rovere og er Mars 2020 Perseverance rover-projektleder. "Nu er vi i stand til at køre gennem disse mere komplekse terræner i stedet for at gå rundt om dem:Det er ikke noget, vi har været i stand til før."

Det menneskelige element

Selvfølgelig, Vedholdenhed kan ikke klare sig på AutoNav alene. Rover-teamets involvering er fortsat afgørende i planlægningen og kørsel af Perseverances rute. Et helt team af specialister udvikler en navigationsrute sammen med planlægning af roverens aktivitet, om det er at undersøge et geologisk interessant træk på vej til dets destination eller, snart, tage prøver.

På grund af radiosignalforsinkelsen mellem Jorden og Mars, de kan ikke bare flytte roveren fremad med et joystick. I stedet, de undersøger satellitbilleder, nogle gange tager de 3D-briller på for at se Mars-overfladen i roverens nærhed. Når holdet melder fra, de sender instruktionerne til Mars, og roveren udfører disse instruktioner den følgende dag.

Perseverances hjul blev også modificeret for at hjælpe med, hvor hurtigt disse planer udføres:Sammen med at være lidt større i diameter og smallere end Curiositys hjul, de har hver 48 slidbaner, der ligner let bølgede linjer, i modsætning til Curiosity's 24 chevron-mønstrede slidbaner. Målene var at hjælpe med trækkraft samt holdbarhed.

"Curiosity kunne ikke AutoNav på grund af hjulslid problemet, " sagde Trosper. "Tidligt i missionen, vi oplevede små, skarp, spidse sten begynder at sætte huller i hjulene, og vores AutoNav undgik ikke dem."

Højere frigang til Perseverances mave gør det også muligt for roveren at rulle sikkert over mere ujævnt underlag – inklusive sten af ​​god størrelse. Og Perseverances forbedrede auto-navigationsfunktioner inkluderer ENav, eller forbedret navigation, en kombination af algoritme og software, der muliggør mere præcis fareregistrering.

I modsætning til sine forgængere, Perseverance kan bruge en af ​​sine computere kun til navigation på overfladen; dens hovedcomputer kan hellige sig de mange andre opgaver, der holder roveren sund og aktiv.

Dette Vision Compute Element, eller VCE, guidede udholdenhed til Mars-overfladen under dens indtog, nedstigning, og lander i februar. Nu bliver den brugt på fuld tid til at kortlægge roverens rejse og samtidig hjælpe den med at undgå problemer undervejs.

Roveren holder også styr på, hvor langt den er flyttet fra et sted til et andet ved hjælp af et system kaldet "visuel odometri". Perseverance fanger med jævne mellemrum billeder, mens den bevæger sig, sammenligne en position med den næste for at se, om den flyttede den forventede afstand.

Teammedlemmer siger, at de ser frem til at lade AutoNav "tage rattet." Men de vil også være klar til at gribe ind, når det er nødvendigt.

Og hvordan er det lige at køre på Mars? Planlæggerne og chaufførerne siger, at det aldrig bliver gammelt.

"Jezero er utrolig, " sagde Verma. "Det er en rover chaufførs paradis. Når du tager 3D-brillerne på, du ser så meget mere bølgende i terrænet. Nogle dage stirrer jeg bare på billederne."