Марсоход NASA Perseverance теперь может самостоятельно определять свое местонахождение на Красной планете, используя собственный «мозг» и камеры. Это избавило его от необходимости каждый раз «звонить» на Землю, чтобы узнать, где он находится. Инженеры Лаборатории реактивного движения (JPL) фактически создали для него локальную систему навигации, которая работает в режиме реального времени.
Представьте, что вы оказались посреди бескрайней пустыни без каких-либо ориентиров и карт, и имеете право только на один телефонный звонок в сутки, чтобы спросить: «Где я?». Именно так описывает многолетнюю работу роверов Ванди Верма, эксперт по робототехнике JPL.
Навигация вслепую
До недавнего времени Perseverance, который уже пять лет бороздит кратер Езеро, полагался на комбинацию данных: он анализировал снимки с собственных камер, измерял проскальзывание колес в пыли и сверялся со спутниковыми фотографиями, присланными с Земли. Но из-за огромного расстояния в ≈225 млн км сигнал идет слишком долго, поэтому коррекция маршрута занимала целый марсианский день. Если ровер «сомневался» в своем положении, он просто останавливался и ждал «разрешения» с Земли. Со временем погрешность в навигации накапливалась и могла достигать более 35 метров.
Космический Google Maps
Чтобы решить эту проблему, инженеры во главе с Джереми Нэшем и Ванди Вермой разработали систему Mars Global Localization. Это своего рода космический Google Maps для марсохода.
Как это работает? Теперь Perseverance делает снимок окружающей местности, и встроенный алгоритм всего за две минуты сравнивает его с подробными картами, полученными с орбитальных аппаратов, например, Mars Reconnaissance Orbiter. Система автоматически находит общие черты ландшафта — скалы, кратеры, барханы — и с точностью до 25 см определяет координаты ровера. Человеку вмешиваться в этот процесс больше не нужно.
Прорыв, которого ждали десятилетиями
Разработка технологии началась в 2023 году. Для тестирования алгоритма использовали архивные снимки с 264 остановок ровера — система ни разу не ошиблась. В начале февраля 2024 года функцию впервые успешно применили на практике в реальных условиях Марса.
«Мы предоставили марсоходу новую способность. Это была открытая проблема в робототехнике десятилетиями, и невероятно волнительно наконец увидеть ее решение в космосе», — отметил Джереми Нэш.
Это обновление пришло вскоре после того, как Perseverance научился планировать маршруты с помощью генеративного искусственного интеллекта. ИИ самостоятельно оценивает рельеф на наличие опасностей — валунов, крутых склонов — и прокладывает безопасный путь.
Будущее автономных миссий
Теперь, когда ровер знает свое точное местонахождение в режиме онлайн, он может двигаться гораздо быстрее и преодолевать большие расстояния каждый день. Как отмечают ученые, именно неопределенность с координатами, а не опасности ландшафта, была главным ограничителем его путешествий.
Такая технология открывает новую эру в исследовании Солнечной системы. По словам Ванди Вермы, этот алгоритм универсален: «Он может быть использован почти любым другим ровером, который движется быстро и далеко». Это означает, что будущие миссии как на Марсе, так и на других планетах смогут работать эффективнее, тратя время не на ожидание подсказок с Земли, а на настоящие научные открытия.
Ранее мы объясняли, что такое GPS и как оно изменило мир.
По материалам NASA
