Инженер NASA рассказал, как это — управлять марсоходом

Менее чем через два месяца американское аэрокосмическое агентство NASA планирует высадить на Красной планете новый марсоход. Если всё пойдёт по плану, ровер «Настойчивость» (Perseverance), оснащённый набором различных научных инструментов, откроет новую страницу межпланетарных исследований уже в середине февраля будущего года.

О том, как это на самом деле — управлять роботом, находящимся за многие миллионы километров от Земли, — поделился инженер NASA Эван Хильгеманн (Evan Hilgemann). В прошлом году Хильгеманн присоединился к команде инженеров, отвечающих за управление шестиколёсного марсохода NASA «Кьюриосити», который трудится на Марсе уже более 8 лет.

Поскольку для передачи сигнала между Землёй и Марсом требуется около 22 минут, «Настойчивости» придётся выполнять множество различных задач самостоятельно. Однако «многие активности, которыми занимаются роверы, на самом деле жёстко заскриптованы и запланированы ещё заранее на Земле», объясняет Хильгеманн.

«Настойчивость» оснащён несколькими 3D-камерами, которые позволят ему снимать ближнее и дальнее окружение. Благодаря данным с этих навигационных камер команды на Земле смогут воссоздать среду грунта, по которой будет передвигаться новая мобильная исследовательская станция.

На Хильгеманна и его коллег по команде будет возложена задача по избеганию проблем, с которыми потенциально может столкнуться новый марсоход в ходе его передвижения по поверхности Красной планеты. По словам Хильгеманна, «подвеска марсохода может справляться с передвижением машины по камням высотой несколько сантиметров, поэтому всё что больше — должно аккуратно обходиться». Кроме того, роботу необходимо будет избегать участков с мелкими камнями и зыбкой поверхностью, чтобы случайно в них не застрять.

У команды есть несколько способов для управления марсоходом. Например, в режиме «слепого вождения» на ровер будут передаваться списки команд и инструкций для его дальнейших действий. Также возможен режим «визуальной одометрии», когда машина передвигается и останавливается через каждый метр пути для фотографирования окружения и отправки данных на Землю, где компьютер решает — безопасно ли двигаться дальше по этому маршруту. Самый продвинутый способ «автонавигация» или «автонав» позволит «Настойчивости» передвигаться в полностью автономном режиме.

«Так как в режиме автонавигации машине необходимо часто останавливаться для создания изображений и анализа данных, этот режим на самом деле является самым медленным. Например, при использовании автонава ровер Кьюриосити покрывает всего около 30 метров марсианской поверхности в час», — объясняет Хильгеманн.

В случае успешной высадки на Красную планету после «семи минут ужаса» марсоход «Настойчивость» довольно быстро приступит к своей исследовательской миссии по поиску доказательств жизни на Марсе в прошлом. Благодаря ряду усовершенствований в его системе навигации, в которой применяются отдельный компьютер и более современные алгоритмы, «Настойчивость» сможет передвигаться по Красной планете как минимум в два раза быстрее «Кьюриосити», говорит Хильгеманн. Одной из важнейших задач нового марсохода станет сбор наиболее интересных образцов марсианского грунта для их дальнейшей транспортировки на Землю в ходе будущих миссий на Марс.