Perseverance 的软件让它在火星表面快速移动

火星探测器并不以速度特别快而著称。 Spirit and Opportunity 的最高速度高达每秒 5 厘米,而好奇号的最高速度为 0.1 公里/小时。 在他们漫长的任务时间内,即使是这样的速度也开辟了许多潜在的探索领域。 但是毅力号将它们抛在了尘土中,因为它正在前往河流三角洲,在那里它将开始下一轮的样本收集。

毅力号于 3 月 14 日开始其旅程,正在前往一条河流曾经流过的 Jezero Crater 的一部分。 Perseverance 对以前潮湿的地方(例如三角洲)特别感兴趣。 他们可能是寻找任何古代(或现存)火星生命证据的最佳地点。 寻找此类证据是火星样本返回(MSR)任务的主要任务目标之一,其中毅力是第一步。

MSR 将使用 Perseverance 在火星表面收集样本,然后通过一个单独的任务将它们送回,该任务将使用从火星表面起飞的轨道助推器。 但要将这些有趣的样本送入轨道,首先毅力必须收集它们,为了从河流三角洲收集任何令人兴奋的样本,它必须首先到达那里。

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毅力号正在绕道前往古老的河流三角洲。
学分——NASA / JPL-Caltech / MSSS / ASU / 亚利桑那大学

因此,正如美国宇航局在最近的新闻稿中所说,毅力号开始“追赶”它。 要做到这一点,它依赖于一种在之前的所有火星探测器中都经过磨练的技术——AutoNav。 这个自动驾驶系统是毅力驾驶系统的核心。 虽然漫游者仍然需要一个由 14 名规划人员组成的团队进行一些手动驾驶干预,他们全天候工作以确保漫游者正确导航,但 AutoNav 允许它比以前的漫游者更快地在相对简单的地形上导航。

两项主要改进有助于提高速度:更好的传感器和更好的自我意识。 传感器,尤其是摄像头,是 AutoNav 系统的重要组成部分。 Perseverance 上的摄像头非常先进,它们可以让漫游者执行导航员所说的“边开车边思考”。 这听起来像是人类驾驶员的一个共同特征(或者在某些情况下可能不是),但对于火星探测器来说,在实时做出导航决策的同时在遍布瓦砾的陨石坑中导航是一项重大进步。

这一进步部分归功于基于现场可编程门阵列 (FPGA) 的专用图像处理计算机。 用于成像的专用计算机是向前迈出的重要一步,而 FPGA 结构进一步提高了这种能力。 但即使有最好的图像,如果它不知道它实际上可以通过什么地形,它仍然会被卡住。

毅力号的自动驾驶能力比之前的任何火星探测器都要强。
信用——美国宇航局喷气推进实验室 YouTube 渠道

自我意识可以对此有所帮助,而毅力在这个部门也更好。 任何熟悉“hitbox”视频游戏概念的人都会熟悉火星探测器怎样绕过障碍物。 好奇心,对于 example, 将避开任何宽度小于 16 m 的路径。 因此,如果两块岩石相距 15 m,漫游车仍会绕过它们,尽管能够轻松通过间隙。

Perseverance 采用了不同的方法,为流动站的不同组件(包括它的六个轮子)设置了更小的、单独的碰撞箱。 随着粒度的增加,漫游者规划者在接近过去被认为过于困难的障碍物时可以承担更多的计算风险。 安全地越过这些障碍将使毅力号比其机器人漫游者同行更快地继续其样本收集任务。

在那匆忙中,科学团队退居二线,以更快地到达他们想去的地方。 虽然漫游车将在其行驶过程中拍摄大量图像,但它不会停下来沿途采集任何样本,从而使其能够更快地到达更令人兴奋的区域。 它将在那里找到什么尚未确定,但漫游者的科学团队成员并不是唯一兴奋地发现的人。

美国国家航空航天局—— 美国宇航局的毅力漫游者将它带到火星三角洲
喷气推进实验室—— 美国宇航局的自动驾驶毅力火星探测器“带轮”
喷气推进实验室—— 美国宇航局的自动驾驶毅力号火星探测器正在打破记录

铅图像:
毅力回顾其在 Jezero 陨石坑的足迹。
信用——NASA / JPL-Caltech