مریخ‌نورد جدید ناسا رکورد زد؛ پیمایش خودران ۲۵ کیلومتری در بیابان

آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) از توسعه و آزمایش موفق یک نمونه اولیه مریخ‌نورد جدید خبر داده است که می‌تواند با حداقل دخالت انسانی مسافت‌های طولانی را در زمین‌های ناهموار و شیب‌دار طی کند. این مریخ‌نورد که ERNEST (مخفف Exploration Rover for Navigating Extreme Sloped Terrain) نام دارد برای ماموریت‌های آینده اکتشافی در ماه و مریخ طراحی شده است.

به گزارش interestingengineering، این مریخ‌نورد چهارچرخ و چهار فوتی (حدود ۱.۲ متر) در آزمایش‌های میدانی که در بیابان کلرادو آمریکا انجام شد موفق شد طی ۳۷ ساعت رانندگی در طول هفت روز مسافتی حدود ۱۶ مایل (بیش از ۲۵ کیلومتر) را به‌صورت خودران طی کند. به گفته پژوهشگران این آزمایش گامی مهم در توسعه سامانه‌های حرکتی و ناوبری خودمختار برای ماموریت‌های فضایی آینده محسوب می‌شود.

عیسی نسناس فناور ارشد پروژه در JPL اعلام کرد: این آزمایش‌ها به ما کمک می‌کند تا سخت‌افزار حرکتی و نرم‌افزار خودمختاری را برای پیمایش در مسافت‌های بسیار طولانی و در شرایط متنوع توپوگرافی و نوری که در ماه پیش‌بینی می‌شود، بهبود دهیم.

سامانه تعلیق فعال راهکاری برای عبور از شیب‌های خطرناک

در سه دهه گذشته ناسا از سامانه تعلیق مکانیکی موسوم به راکر بوگی در تمامی مریخ‌نورد‌های خود از سوجورنر تا پرسویرنس استفاده کرده است. این سامانه امکان حفظ تماس چرخ‌ها با سطح زمین را فراهم می‌کند اما در مواجهه با شیب‌های شنی و سست بیش از ۱۵ درجه با محدودیت‌هایی روبه‌رو است و خطر گیر افتادن هرزگردی چرخ‌ها یا حتی واژگونی را افزایش می‌دهد.

برای رفع این چالش‌ها ERNEST به یک سامانه تعلیق فعال مجهز شده است که می‌تواند به‌طور هوشمند توزیع وزن خود را مدیریت کند. این مریخ‌نورد دارای چهار چرخ فرمان‌پذیر و یک گیمبال موتوردار در بخش جلویی است و می‌تواند با استفاده از روش‌های حرکتی ویژه‌ای همچون خزیدن، راه‌رفتن با چرخ‌ها، بالا رفتن از موانع و حتی حرکت جانبی از زمین‌های بسیار دشوار عبور کند.

علاوه بر این یک مکانیزم کلاچ داخلی به مریخ‌نورد اجازه می‌دهد در مواقعی که مسیر ساده‌تر است به حالت تعلیق غیرفعال بازگردد تا مصرف انرژی کاهش یابد و بهره‌وری افزایش پیدا کند.

سرعت و برد حرکتی فراتر از مریخ‌نورد‌های فعلی

ERNEST به‌عنوان بستری آزمایشی برای توسعه نسل آینده مریخ‌نورد‌ها طراحی شده است. این سامانه به لطف قابلیت تصمیم‌گیری مستقل و توانایی بلند کردن جداگانه چرخ‌های توری خود از روی موانع می‌تواند از موانعی عبور کند که مریخ‌نورد‌های کنونی ناسا را متوقف می‌کنند.

در آزمایش‌های اخیر این خودرو توانست به سرعتی حدود ۰.۶ مایل بر ساعت (تقریبا یک کیلومتر بر ساعت) دست یابد؛ رقمی که حدود یک مرتبه بزرگی بیشتر از سرعت ناوبری خودکار مریخ‌نورد‌های کیوریاسیتی و پرسویرنس محسوب می‌شود.

جیمز کین، دانشمند سیاره‌شناس JPL که در ماموریت‌های قمری فعالیت دارد، درباره توانایی‌های این سامانه گفت: با چنین خودرویی می‌توان یک سفر علمی جاده‌ای در سراسر ماه یا حتی مریخ انجام داد.

آموزش هوش مصنوعی برای بقا در شرایط غیرممکن

پژوهشگران برای توسعه قابلیت‌های خودران ERNEST از روش یادگیری تقویتی استفاده کردند. در این فرآیند رایانه‌ها هزاران ساعت شبیه‌سازی مجازی را تنها طی یک آخر هفته اجرا کردند و مریخ‌نورد مجازی را در معرض سناریو‌های فیزیکی بسیار دشوار و حتی غیرممکن قرار دادند تا بهترین روش‌های بالا رفتن از موانع حرکت در زمین‌های ناهموار و حفظ پایداری را بیاموزد.

پس از تکمیل آموزش نرم‌افزار توسعه‌یافته مستقیما روی نمونه واقعی نصب شد و مهندسان آن را در شرایط سخت بیابانی آزمایش کردند. همچنین این مریخ‌نورد در سایه‌های عمیق هنگام طلوع و غروب خورشید مورد ارزیابی قرار گرفت تا شرایط نوری دشوار قطب جنوبی ماه شبیه‌سازی شود؛ منطقه‌ای که در آینده مقصد بسیاری از ماموریت‌های انسانی و رباتیک خواهد بود.

ناوبری هوشمند در خشن‌ترین مناطق ماه و مریخ

ناسا اعلام کرده است که در مرحله بعدی فناوری تعلیق فعال ERNEST با سامانه‌های ناوبری هوشمند برد بلند ترکیب خواهد شد. این قابلیت به مریخ‌نورد امکان می‌دهد مسیر‌های خود را به‌صورت مستقل برنامه‌ریزی کند درباره عبور از موانع تصمیم بگیرد و خطرات بزرگ را شناسایی و از آنها اجتناب کند.

به گفته محققان دستاورد‌های این پروژه نقش مهمی در طراحی نسل آینده مریخ‌نورد‌ها و ربات‌های اکتشافی خواهد داشت و می‌تواند راه را برای کاوش مناطقی از ماه و مریخ هموار کند که تاکنون به دلیل ناهمواری‌های شدید و شرایط دشوار دسترسی به آنها امکان‌پذیر نبوده است.