«GPS مریخ جدید» به Perseverance اجازه می دهد موقعیت آن را در فاصله ۲۵ سانتی متری مشخص کند

به گزارش ادینه پرس به نقل از تک اکسپلور، تصور کنید کاملا تنها هستید، در بیابانی سنگلاخ و بی رحم رانندگی می کنید بدون جاده، بدون نقشه، بدون GPS و بدون بیش از یک تماس تلفنی در روز برای اینکه کسی دقیقا به شما بگوید کجا هستید. این همان چیزی است که مریخ نورد پرسیورنس ناسا از زمان فرود روی مریخ پنج سال پیش تجربه کرده است. اگرچه این مریخ نورد ابزارهای آزموده شده ای برای تعیین موقعیت کلی خود دارد، اما تا به امروز به اپراتورهایی در زمین نیاز داشته تا دقیقا محل آن را مشخص کنند.

فناوری جدیدی که در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا توسعه یافته، به پرسیورنس امکان می دهد بدون نیاز به درخواست کمک از انسان ها، محل آن را پیدا کند. این فناوری که «محلی سازی جهانی مریخ» نام گرفته، الگوریتمی دارد که به سرعت تصاویر پانورامای دوربین های ناوبری مریخ نورد را با نقشه های مداری زمین مقایسه می کند. این الگوریتم که روی پردازنده قدرتمندی کار می کند که Perseverance در ابتدا برای ارتباط با هلیکوپتر مریخ Ingenuity استفاده می کرد، حدود دو دقیقه طول می کشد تا موقعیت مریخ نورد را در فاصله حدود ۱۰ اینچ (۲۵ سانتی متر) مشخص کند. مکان یابی جهانی مریخ نخستین بار در عملیات مأموریت های عادی در ۲ فوریه و سپس دوباره در ۱۶ فوریه با موفقیت استفاده شد.

«این مثل دادن GPS به مریخ نورده. اکنون می تواند موقعیت خود را روی مریخ تعیین کند،” واندی ورما از JPL و مهندس ارشد عملیات رباتیک این مأموریت گفت. «یعنی مریخ نورد می تواند به طور خودکار مسافت های بسیار طولانی تری را طی کند، پس ما بیشتر سیاره را کاوش می کنیم و علم بیشتری به دست می آوریم. و تقریبا هر مریخ نورد دیگری که با سرعت و فاصله سفر می کند، می تواند از آن استفاده کند.»

این ارتقا به ویژه با توجه به عملکرد خوب سیستم ناوبری خودکار خودران Perseverance ارزشمند است. با امکان بازبرنامه ریزی مسیر مریخ نورد در مسیر به مقصدی از پیش تعیین شده، AutoNav آن قدر توانمند بوده که فاصله ای که Perseverance بدون دستور از زمین می تواند طی کند، عمدتا به دلیل عدم قطعیت مریخ نورد درباره محل خود محدود شده است. حالا که می تواند توقف کند و محل دقیق خود را تعیین کند، می توان به پرسیورنس دستور داد که بدون تماس با خانه، مسافت های نامحدودی را طی کند.

پیاده سازی بومی سازی جهانی مریخ پس از نوآوری دیگری از تیم Perseverance صورت می گیرد: اولین استفاده از هوش مصنوعی مولد برای کمک به برنامه ریزی مسیر رانندگی با انتخاب نقاط مسیر برای مریخ نورد که معمولا توسط اپراتورهای انسانی مریخ نورد انتخاب می شوند. هر دو فناوری به Perseverance امکان می دهند مسافت های طولانی تر و سریع تری را طی کند و بار کاری تیمی را به حداقل برساند.

پس از هر توقف حرکت، مریخ نورد یک پانورامای ۳۶۰ درجه به زمین ارسال می کند، جایی که کارشناسان نقشه برداری تصاویر را با تصاویر مدارگرد شناسایی مریخ (MRO) ناسا تطبیق می دهند. سپس تیم موقعیت و دستورالعمل های رانندگی بعدی را برای مریخ نورد ارسال می کند. این فرایند ممکن است یک روز یا بیشتر طول بکشد، اما با محلی سازی جهانی مریخ، مریخ نورد قادر است تصاویر را خودش مقایسه کند، موقعیت آن را تعیین کند و مسیر از پیش برنامه ریزی شده خود را ادامه دهد.

جرمی نش، مهندس رباتیک JPL که تیم پروژه تحت مدیریت ورما را رهبری می کرد، گفت: «ما به مریخ نورد توانایی جدیدی داده ایم.» «این مسئله دهه هاست که در تحقیقات رباتیک مطرح بوده و برای اولین بار استقرار این راه حل در فضا بسیار هیجان انگیز بوده است.»

این تیم کوچک از سال ۲۰۲۳ شروع به کار کرد و دقت الگوریتمی را که با استفاده از داده های ۲۶۴ توقف قبلی مریخ نورد توسعه داده بودند، آزمایش کردند. الگوریتم عکس های پانورامای مریخ نورد را با تصاویر MRO مقایسه کرد و موقعیت مریخ نورد را برای هر توقف به درستی مشخص کرد.

چگونه Ingenuity کمک کرد

کلید مکان یابی جهانی مریخ، ایستگاه پایه هلیکوپتر (HBS) مریخ نورد است که پرسیورنس برای ارتباط با هلیکوپتر مریخ اینجنویتی بازنشسته از آن استفاده می کرد. HBS مجهز به پردازنده تجاری است که در اواسط دهه ۲۰۱۰ بسیاری از گوشی های هوشمند مصرفی را تأمین می کرد، و بیش از ۱۰۰ برابر سریع تر از دو رایانه اصلی مریخ نورد است که برای بقا در محیط سنگین تشعشع مریخ ساخته شده اند و بر پایه سخت افزاری هستند که در سال ۱۹۹۷ معرفی شده اند.