مریخ نورد پشتکار با شتاب به سمت دلتای رودخانه باستانی مریخ می رود - وبلاگ بهابادی

به گزارش وبلاگ بهابادی، مریخ نورد پشتکار ناسا که حالا بیش از یک سال را در سیاره سرخ سپری نموده است، برای شروع دومین کارزار علمی با سرعت به سوی دلتای رودخانه باستانی مریخ می رود.

قابلیت های خودران مریخ نورد در این ماه آزمایش خواهند شد، زیرا این مریخ نورد با رکوردشکنی از نظر سرعت، به سوی محل نمونه برداری بعدی خود می رود. مریخ نورد پشتکار (Perseverance) ناسا کوشش می نماید در یک ماه مسافت بیشتری را نسبت به هر مریخ نورد پیش از خود بپیماید و این کار را با یاری هوش مصنوعی انجام می دهد.

در جهت پیش روی پشتکار، گودال های شن، دهانه ها و میدان هایی از سنگ های تیز وجود دارد که مریخ نورد باید به تنهایی در اطراف آن ها حرکت کند. این سفر 5 کیلومتری از روز عدد پی، یعنی 14 مارس 2022 (23 اسفند) شروع شده است و در سرانجام آن پشتکار به دلتای رودخانه ای باستانی در دهانه جزرو خواهد رسید، جایی که میلیاردها سال پیش دریاچه ای وجود داشته است.

این دلتا یکی از برترین مکان های مریخ برای یافتن نشانه هایی از حیات میکروبی باستانی است. پشتکار با استفاده از یک مته در انتهای بازوی رباتیک خود و یک سیستم جمع آوری نمونه پیچیده در شکم خود، هسته های سنگی را برای بازگشت به زمین جمع آوری می نماید که نخستین گام از کارزار بازگردانی نمونه از مریخ محسوب می گردد.

کن فارلی (Ken Farley) از مؤسسه فناوری کالیفرنیا گفت: این دلتا به مقدار ای مهم است که ما تصمیم گرفته ایم فعالیت های علمی در طول جهت را به حداقل برسانیم و روی حرکت به سمت آن تمرکز کنیم تا سریع تر به آنجا برسیم. ما در طول رانندگی پشتکار تصاویر زیادی از دلتا خواهیم گرفت. هرچه نزدیک تر شویم، این تصاویر تأثیرگذارتر خواهند بود.

تیم علمی از این تصاویر استفاده می نمایند تا سنگ هایی را بیابند که در نهایت با استفاده از ابزار روی بازوی پشتکار با جزئیات بیشتری مطالعه خواهند شد. آن ها بعلاوه در پی برترین جهتهایی می گردند که مریخ نورد می تواند برای صعود به دلتای 40 متری طی کند.

ابتدا اما مریخ نورد باید به آنجا برسد و این کار را با تکیه بر سیستم ناوبری اتوماتیک (AutoNav) انجام می دهد که قبلا هم رکوردهای مسافت قابل توجهی را ثبت نموده است. در حالی که همه مریخ نوردهای ناسا دارای توانایی های حرکت اتوماتیک هستند، اما پشتکار از پیشرفته ترین نمونه بهره می برد.

مارک میمون (Mark Maimone) توسعه دهنده نرم افزار پرواز آزمایشگاه پیشرانش جت و برنامه ریزی مریخ نوردهای بازنشسته ناسا گفت: فرآیندهای خودران که در مریخ نوردی مانند فرصت چند دقیقه طول می کشید، در پشتکار طی کمتر از یک ثانیه انجام می گردد. از آنجایی که رانندگی خودران اکنون سریع تر است، می توانیم سطح بیشتری را نسبت به زمانی که برنامه ریزی فقط به وسیله انسان انجام می گردد، پوشش دهیم.

چگونگی برنامه ریزی پشتکار

پیش از اینکه مریخ نورد حرکت کند، تیمی از کارشناسانِ برنامه ریزی حرکتی که درمجموع 14 نفر با جابه جایی شیفت کاری هستند، دستورات رانندگی را که کاوشگر رباتیک انجام خواهد داد، می نویسند. دستورات به وسیله شبکه فضای دوردست ناسا به مریخ می رسد و پشتکار هم داده های حرکت خود را به زمین می فرستد تا برنامه ریزان بتوانند پیشرفت مریخ نورد را تأیید نمایند. برای تکمیل بعضی از برنامه ها چند روز احتیاج است، مانند یک مرحله رانندگی اخیر که با طی حدود 510 متر شامل هزاران فرمان تکی به کاوشگر بود.

بعضی از مراحل حرکتی، نسبت به بقیه به نیروی انسانی بیشتری هم احتیاج دارند. اتوناو برای رانندگی در سطوح صاف با خطرات بالقوه ساده، برای نمونه سنگ ها و شیب های بزرگ که شناسایی و کار کردن در اطراف آن ها مریخ نورد آسان است، سودمند است.

فکر کردن در راه

AutoNav بازتاب دهنده تکامل ابزارهای خودران است که قبلا برای مریخ نوردهای روح (Spirit)، فرصت (Opportunity) و کنجکاوی (Curiosity) ناسا ساخته شده بود. چیزی که برای اتوناو فرق دارد اما فکر کردن در هنگام رانندگی است که به پشتکار امکان می دهد ضمن حرکت در مریخ، تصاویری بگیرد و پردازش کند. سپس بر اساس آن تصاویر تصمیم به حرکت می گیرد. برای نمونه آیا آن تخته سنگ خیلی نزدیک است؟ آیا شکمش می تواند آن سنگ را رد کند؟ اگر قرار باشد چرخ های مریخ نورد لیز بخورند چطور؟

سخت افزار ارتقا یافته باعث شده است تا تفکر هنگام رانندگی ممکن گردد. دوربین های سریع تر امکان می دهند تا پشتکار به مقدار کافی سریع عکس بگیرد تا جهت خود را در لحظه پردازش کند. و بر خلاف نسخه های قبلی خود، پشتکار یک رایانه اضافی هم دارد که به طور کامل به پردازش تصویر اختصاص یافته است. این رایانه بر یک ریزتراشه تک منظوره و بسیار کارآمد به نام آرایه دروازه قابل برنامه ریزی میدانی متکی است که برای پردازش دید کامپیوتری عالی است.

میمون گفت: در مریخ نوردهای گذشته، عملیات خودران به منزله کاهش سرعت هم بود، زیرا داده ها باید روی یک رایانه پردازش می شدند. اما اکنون این رایانه اضافی در مقایسه با آنچه در گذشته داشتیم بسیار سریع است و اختصاص آن برای رانندگی به این معنی است که دیگر احتیاج نیست منابع محاسباتی را با بیش از 100 کار دیگر به اشتراک بگذاریم.

البته، در طول رانندگی خودران، انسان ها کاملا حذف نمی شوند بلکه همچنان با استفاده از تصاویر گرفته شده از فضا به وسیله مأموریت هایی مانند مدارگرد شناسایی مریخ (MRO) ناسا، جهت اصلی را برنامه ریزی می نمایند. سپس، موانعی مانند تپه های شنی بالقوه را درنظر می گیرند تا مریخ نورد در منطقه ها مورد نظر حرکت و از گذر درون بعضی منطقه ها پرهیز کند.

یکی دیگر از تفاوت های بزرگ پشتکار هم احساس فضاست. برنامه ناوبری مستقل کنجکاوی، مریخ نورد را در حباب ایمنی به عرض 5 متر نگه می دارد. اگر کنجکاوی دو صخره را ببیند که مثلا 4.5 متر از هم فاصله دارند، شکافی که می تواند به آسانی از آن عبور کند، همچنان متوقف می گردد یا به جای پذیرش ریسک عبور از میان آن ها، در اطراف آن ها حرکت می نماید.

اما حباب پشتکار بسیار کوچک تر است: یک جعبه مجازی بر روی هر یک از شش چرخ مریخ نورد متمرکز شده است. جدیدترین مریخ نورد مریخ درک دقیق تری از سطح مریخ دارد و می تواند به تنهایی سنگ ها را دور بزند.

میمون گفت: زمانی که ما برای نخستین بار به دهانه جزرو به عنوان محل فرود نگاه کردیم، نگران دشت های متراکم سنگ هایی بودیم که در کف دهانه پراکنده شده بودند. اکنون می توانیم روی صخره هایی که قبلا نمی توانستیم به آن ها نزدیک شویم، آنالیز کنم یا حتی روی آن ها حرکت کنیم.

در حالی که مأموریت های مریخ نورد قبلی در جهت خود سرعت کمتری داشتند، AutoNav به تیم علمی این امکان را می دهد که به مکان هایی که بیشترین اولویت را دارند، معطوف شوند. این یعنی مأموریت بیشتر بر هدف اصلی خود متمرکز است: یافتن نمونه هایی که دانشمندان در نهایت می خواهند به زمین بیاورند.

عکس کاور: نگاه مریخ نورد پشتکار به جهت پیموده شده پشت سر

Credit: NASA/JPL-Caltech

منبع: SciTechDaily