Le capacità di guida autonoma del rover della NASA messe alla prova con una serie di spint record verso la sua prossima posizione di campionamento. Come riportato in un articolo comparso sul sito ufficiale della NASA, infatti, il rover Perseverance Mars della NASA sta cercando di coprire una distanza maggiore in un solo mese rispetto a qualsiasi altro rover precedente, e lo sta facendo utilizzando l’intelligenza artificiale. Sul sentiero ci sono sabbia, crateri e campi di rocce aguzze che il rover dovrà superare da solo. Alla fine del viaggio di 3 miglia (5 chilometri), iniziato il 14 marzo 2022, Perseverance raggiungerà un antico delta del fiume all’interno del cratere Jezero, dove, miliardi di anni fa, esisteva un lago:
Questo delta è una delle migliori posizioni su Marte in cui il rover può cercare segni di vita microscopica passata. Usando un trapano all’estremità del suo braccio robotico e un complesso sistema di raccolta dei campioni nella sua pancia, Perseverance sta raccogliendo carote di roccia per il ritorno sulla Terra, la prima parte della campagna Mars Sample Return. “Il delta è così importante che abbiamo effettivamente deciso di ridurre al minimo le attività scientifiche e di concentrarci sulla guida per arrivarci più rapidamente”, ha affermato Ken Farley del Caltech, scienziato del progetto di Perseverance. “Faremo molte immagini del delta durante quel viaggio. Più ci avviciniamo, più impressionanti saranno quelle immagini”. Il team scientifico cercherà queste immagini per le rocce che alla fine vorranno studiare più in dettaglio usando gli strumenti sul braccio di Perseverance. Andranno anche a caccia delle migliori rotte che il rover può intraprendere per scalare il delta di 40 metri di altezza. Ma prima, Perseverance deve arrivarci. Il rover lo farà affidandosi al suo sistema AutoNav a guida autonoma , che ha già stabilito record di distanza impressionanti. Mentre tutti i rover su Marte della NASA hanno avuto capacità di guida autonoma, Perseverance ha ancora quella più avanzata. “I processi di guida autonoma che hanno richiesto minuti su un rover come Opportunity si verificano in meno di un secondo su Perseverance“, ha affermato Mark Maimone, veterano pianificatore di rover e sviluppatore di software di volo, del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, che guida la missione. “Poiché la guida autonoma ora è più veloce, possiamo coprire più terreno che se gli esseri umani programmassero ogni guida”.
Come funziona la pianificazione Rover
Prima che il rover si muova, un team di esperti di pianificazione della mobilità (Perseverance ne ha 14 che scambiano i turni) scrive i comandi di guida che eseguirà l’esploratore robotico. I comandi raggiungono Marte tramite la Deep Space Network della NASA e Perseverance invia i dati in modo che i pianificatori possano confermare i progressi del rover. Sono necessari più giorni per completare alcuni piani, come con un viaggio recente che ha attraversato circa 1.673 piedi (510 metri) e includeva migliaia di comandi individuali del rover. Alcune unità richiedono più input umano di altre. AutoNav è utile per i viaggi su terreni pianeggianti con semplici potenziali pericoli, ad esempio grandi rocce e pendii, che sono facili da rilevare e aggirare per il rover.
Pensare mentre si guida
AutoNav riflette un’evoluzione degli strumenti di guida autonoma precedentemente sviluppati per i rover Spirit, Opportunity e Curiosity della NASA. Ciò che è diverso per AutoNav è “pensare mentre si guida”, consentendo a Perseverance di acquisire ed elaborare immagini mentre si è in movimento. Il rover quindi naviga in base a quelle immagini. Quel masso è troppo vicino? Riuscirà la sua pancia a liberare quella roccia? E se le ruote del rover dovessero slittare? L’hardware aggiornato consente di “pensare durante la guida”. Telecamere più veloci significano che Perseverance può acquisire immagini abbastanza rapidamente da elaborare il percorso in tempo reale. E a differenza dei suoi predecessori, Perseverance ha un computer aggiuntivo dedicato interamente all’elaborazione delle immagini. Il computer si basa su un microchip super efficiente chiamato gate array programmabile sul campo, ottimo per l’elaborazione della visione artificiale.
“Sui rover del passato, l’autonomia significava rallentamento perché i dati dovevano essere elaborati su un unico computer”, ha detto Maimone. “Questo computer aggiuntivo è incredibilmente veloce rispetto a quello che avevamo in passato e averlo dedicato alla guida significa che non devi condividere le risorse di elaborazione con oltre 100 altre attività”. Naturalmente, gli esseri umani non sono completamente fuori dai giochi durante i viaggi con AutoNav. Pianificano ancora il percorso di base utilizzando immagini prese dallo spazio da missioni come il Mars Reconnaissance Orbiter della NASA. Quindi, contrassegnano ostacoli come potenziali trappole di sabbia che Perseverance deve evitare, disegnando zone di “tenere fuori” e “tenere dentro” che lo aiutano a navigare.
Un’altra grande differenza è il senso dello spazio di Perseverance. Il programma di navigazione autonomo di Curiosity mantiene il rover in una bolla di sicurezza larga 5 metri. Se Curiosity individua due rocce che sono, diciamo, a 15 piedi (4,5 metri) di distanza l’una dall’altra – un varco che potrebbe facilmente navigare – si fermerà comunque o viaggerà intorno a loro piuttosto che rischiare di attraversarle. Ma la bolla di Perseverance è molto più piccola: una scatola virtuale è centrata su ciascuna delle sei ruote del rover. Il nuovo rover di Marte ha una comprensione più sensibile del terreno e può aggirare i massi da solo. “Quando abbiamo considerato per la prima volta il cratere Jezero come un sito di atterraggio, eravamo preoccupati per i densi campi di rocce che abbiamo visto sparsi sul fondo del cratere”, ha detto Maimone. “Ora siamo in grado di aggirare o addirittura scavalcare rocce che non avremmo potuto avvicinare prima.” Mentre le precedenti missioni rover hanno preso un ritmo più lento esplorando lungo il loro percorso, AutoNav offre al team scientifico la possibilità di raggiungere rapidamente i luoghi a cui danno la priorità. Ciò significa che la missione è più focalizzata sul suo obiettivo principale: trovare i campioni che gli scienziati alla fine vorranno riportare sulla Terra. Link video:
Maggiori informazioni sulla missione
Un obiettivo chiave per la missione di Perseverance su Marte è l’astrobiologia , inclusa la ricerca di segni di antica vita microbica. Il rover caratterizzerà la geologia del pianeta e il clima passato, aprirà la strada all’esplorazione umana del Pianeta Rosso e sarà la prima missione a raccogliere e nascondere la roccia marziana e la regolite (roccia e polvere spezzate). Successive missioni della NASA, in collaborazione con l’ESA (Agenzia spaziale europea), invieranno veicoli spaziali su Marte per raccogliere questi campioni sigillati dalla superficie e riportarli sulla Terra per un’analisi approfondita. La missione Mars 2020 Perseverance fa parte dell’approccio di esplorazione della Luna su Marte della NASA, che include le missioni Artemis sulla Luna che aiuteranno a prepararsi per l’esplorazione umana del Pianeta Rosso. JPL, che è gestito per la NASA da Caltech a Pasadena, in California, ha costruito e gestisce le operazioni del rover Perseverance. Per ulteriori informazioni sulla Perseverance:
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Fonte: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-perseverance-rover-hightails-it-to-martian-delta
