Марсоход NASA Perseverance побил рекорд дальности Opportunity, проехав более 45 км по Марсу. Главный секрет успеха — бортовой автопилот, который прокладывает маршрут без команд с Земли.
Содержание
- Рекорд, который держался почти десятилетие
- Автопилот как главный козырь миссии
- Больше километров — больше науки
- Запас прочности на годы вперёд
Уже на следующей неделе марсоход NASA Perseverance официально станет рекордсменом по дальности среди всех аппаратов, когда-либо колесивших по поверхности других миров. Одометр машины размером с автомобиль, севшей на Марс в феврале 2021 года, превысит отметку в 45,16 километра — и прежний рекорд, почти десятилетие принадлежавший легендарному Opportunity, уйдёт в историю. Примечательно, что Perseverance справился с этой задачей примерно втрое быстрее предшественника, и главная заслуга в этом принадлежит его бортовому автопилоту.
- Рекорд, который держался почти десятилетие
- Автопилот как главный козырь миссии
- Больше километров — больше науки
- Запас прочности на годы вперёд
Рекорд, который держался почти десятилетие
Прежнее достижение принадлежало марсоходу Opportunity, который прекратил выходить на связь с NASA в 2018 году после глобальной пылевой бури. Его итоговый километраж — 45,16 км — долго казался недосягаемым: аппарат накапливал его почти пятнадцать лет. Perseverance же вышел на рекордную дистанцию примерно за треть этого срока, что наглядно демонстрирует, как изменился подход к вождению по другой планете.
Для российского читателя у этой истории есть и дополнительное измерение: до эпохи Opportunity абсолютный рекорд дальности на другом небесном теле почти сорок лет удерживал советский «Луноход-2», накрутивший по Луне около 39 километров. Смена рекордсмена в этой «дисциплине» — событие по космическим меркам редкое, и каждый такой переход эстафеты отражает технологический скачок: от управления вручную с Земли к полноценной автономности.
Автопилот как главный козырь миссии
«Ключевой технологией стала система автономной навигации», — объясняет Стивен Ли, руководитель проекта Perseverance в Лаборатории реактивного движения NASA. Принцип работы во многом схож с земными беспилотными автомобилями: бортовые камеры снимают окружающий ландшафт, а бортовой компьютер алгоритмически обрабатывает изображения и прокладывает самый безопасный маршрут.
Правда, у земных самоуправляемых машин — будь то разработки Waymo или отечественные беспилотники, которые тестируют на российских дорогах, — есть серьёзные преимущества: детальные карты, дорожные знаки, разметка и полосы движения. На Марсе ничего этого нет, зато хватает «дорожных» опасностей — от крупных валунов до склонов с сыпучим песком. Впрочем, есть у Perseverance и свой бонус: ему не приходится бороться с встречным трафиком и неаккуратными водителями.
Разница в возможностях особенно заметна на фоне Curiosity — во многом близнеца Perseverance, стартовавшего на девять лет раньше. У него были похожие камеры и алгоритмы, но бортовой компьютер оказался поколением старше, а часть чипсета датировалась ещё 1990-ми годами, уточняет Ли. В результате лишь около 10 процентов пути Curiosity проходит в автономном режиме — вычислительных мощностей попросту не хватает. За полтора десятилетия на Марсе этот ровер проехал 38,6 км. У Perseverance картина зеркальная: порядка 90 процентов дистанции преодолено автономно благодаря более современному модулю Vision Compute Element, который позволяет выполнять все измерения и вычисления прямо во время движения, не останавливая колёса.
Назвать марсоход скоростным, впрочем, нельзя: его максимальная скорость — около 150 метров в час, медленнее пешехода в десятки раз. Но поскольку аппарату не нужно подолгу стоять на месте в ожидании команд от «водителей» на Земле, весь выигрыш времени уходит на научную программу.
Больше километров — больше науки
«Это очень сильно расширяет научные возможности, — говорит Вивиан Сан, заместитель научного руководителя миссии. — Не умаляя других достоинств ровера, но именно вождение позволило нам охватить гораздо больше, чем предыдущие миссии».
Автономность удачно дополнила характер задач Perseverance. Curiosity сел в кратере Гейла и медленно поднимается по склонам горы Шарп: он движется меньше, зато методично и детально обмеряет каждый слой пород по мере набора высоты. У Perseverance в кратере Езеро научные цели, наоборот, разбросаны по большой площади — и ровер курсирует от одной точки к другой, нередко обгоняя запланированный график и приятно удивляя учёных.
Работы действительно много. В кратере Езеро марсоход изучает одни из древнейших пород Солнечной системы — старше любых земных, возрастом около четырёх миллиардов лет. Тогда планета переживала завершающую фазу эпохи «поздней тяжёлой бомбардировки», когда обломки ещё в огромных количествах носились между внутренними планетами, но хаос уже начинал стихать. «Это первый случай, когда мы можем исследовать такую местность непосредственно на месте, и это невероятно захватывающе», — отмечает Сан.
Считается, что в ту эпоху на Марсе существовали крупные озёра, а возможно, и целые океаны. Perseverance изучает древний ландшафт, чтобы понять, какие геологические и климатические условия тогда царили и насколько планета была пригодна для жизни. По одной из гипотез, Марс напоминал земную пустыню Мохаве, по которой текла вода, — но споры среди учёных продолжаются. И теперь, благодаря мобильности ровера, у этой дискуссии есть солидный массив данных.
Запас прочности на годы вперёд
Curiosity продолжает работать на Марсе спустя почти пятнадцать лет, и, по словам операторов, более новый ровер тоже чувствует себя отлично. Инженеры учли печальный опыт предшественника: спустя несколько лет эксплуатации у Curiosity обнаружился серьёзный износ колёс, поэтому для Perseverance их конструкцию переработали — и признаков сколько-нибудь заметного износа пока нет, подчёркивает Ли.
Единственный пункт, вызывающий лёгкую озабоченность, — приводы колёс. Изначально их ресурс испытывался на 20 километров пробега, однако сейчас NASA находится в процессе сертификации узлов как минимум на 100 км, а возможно, и больше.
Perseverance получает энергию от радиоизотопного термоэлектрического генератора, а расходных материалов, топлива и смазок на борту у него просто нет. Поэтому, заключает Ли, марсоход вполне способен продолжать самостоятельные поездки по Красной планете ещё много лет — и нынешний рекорд, похоже, лишь промежуточная отметка на его одометре.
Источник: Ars Technica