Перспективы автономного вождения марсохода Perseverance: новый рекорд и будущее исследований

11 октября марсоход Perseverance завершил свой путь, который привел к новому рекорду — 45,22 километра (28,10 миль) на поверхности Марса. Этот успех стал возможен благодаря значительно улучшенной автономности, которая позволяет марсоходу передвигаться без постоянного контроля с Земли. За последние пять лет программное обеспечение для автономного вождения Perseverance претерпело множество обновлений, и чтобы узнать больше о том, как был установлен этот рекорд и что ждет марсоход в будущем, мы поговорили с Марком Мэймоном, заместителем руководителя команды робототехнических операций Perseverance в Лаборатории реактивного движения NASA.

Рекорды марсоходов

Перед тем как перейти к Perseverance, стоит вспомнить о предыдущем рекордсмене — марсоходе Opportunity, который приземлился на Марс в январе 2004 года с первоначальной миссией на три месяца. Его эпопея завершилась в феврале 2019 года, после 15 лет работы. Opportunity проехал 45,16 километра, пока его не остановила пыльная буря в долине Perseverance. 18 февраля 2021 года Perseverance присоединился к марсоходу Curiosity на красной планете, неся на борту вертолет Ingenuity. Оба марсохода отказались от солнечных панелей Opportunity в пользу радиационно-термоэлектрического генератора. Curiosity работает на Марсе с 2012 года, но именно Perseverance стал первым марсоходом, который превзошел рекорд Opportunity.

Автономность Perseverance

Одной из ключевых причин, по которой Perseverance смог обойти Opportunity, является его способность к автономному вождению. В отличие от своих предшественников, Perseverance использует усовершенствованную систему автономного вождения, которая позволяет ему управлять собой на 90% времени. Для сравнения, марсоходы Spirit и Opportunity использовали автономное вождение только 5% времени, а Spirit в итоге управлялся самостоятельно лишь на 23% своего пути. Марк Мэймон, который разрабатывал программное обеспечение для автономного вождения всех марсоходов, включая Spirit, Opportunity и Curiosity, отметил, что Perseverance был создан с учетом автономности. Он может развивать скорость до 120 метров в час, что значительно увеличивает его эффективность.

Процесс планирования маршрута

Человеческое участие в управлении марсоходом остается важным. Научная команда определяет цели, а команда по стратегическому планированию разрабатывает маршрут, основываясь на низкокачественных картах с орбиты. Каждый день тактическая команда комбинирует стратегический маршрут с научными задачами, чтобы выбрать фактический путь, по которому будет двигаться марсоход. Человеческое планирование помогает избежать потерь времени, особенно в сложных участках местности. Например, марсоходу рекомендуется избегать песчаных областей с пересеченной местностью, где он может застрять.

Проблемы с автономией

В случае сбоя системы автономии Perseverance может временно не использовать ее, как это произошло в течение двух месяцев, когда марсоход сталкивался с более сложным рельефом. В это время команда работала над настройкой программного обеспечения, чтобы адаптировать его к новым условиям. Например, параметры максимального уклона, который может преодолеть марсоход, были пересмотрены после того, как он покинул ровную поверхность кратера Jezero.

Влияние искусственного интеллекта

В прошлом году Perseverance использовал искусственный интеллект от компании Anthropic для планирования 400-метрового маршрута. AI проанализировал орбитальные изображения и предложил путь, который стал отправной точкой для дальнейшего планирования. Хотя люди все еще играли важную роль в корректировке маршрута, использование AI позволило ускорить процесс.

Будущее автономных марсоходов

Маймон считает, что несмотря на достижения в автономии, человеческое участие останется необходимым. Одной из проблем является накопление неопределенности в позиционировании марсохода во время движения. Однако с новой технологией Mars Global Localization, которая позволяет уменьшить неопределенность, марсоходы могут теоретически работать автономно на более длительные дистанции. Кроме того, ведутся работы по автоматизации научных операций, что позволит марсоходам не только передвигаться, но и проводить исследования без человеческого вмешательства. Таким образом, Perseverance и его преемники могут стать более автономными в будущем, что откроет новые горизонты для исследований на Марсе.