تقنية ناسا المتطورة تمنح روفر بيرسيفيرانس استقلالية أكبر على المريخ

عالمي - وكالة أنباء إخباري

تقنية ناسا المتطورة تمنح روفر بيرسيفيرانس استقلالية أكبر على المريخ

في إنجاز هندسي وعلمي بارز، أعلنت وكالة ناسا ومختبر الدفع النفاث (JPL) عن تطوير كبير يعزز من قدرات الاستقلالية لمسبار بيرسيفيرانس الجوال على سطح المريخ. يمثل هذا التقدم، الذي يتمثل في نظام تحديد المواقع العالمي المريخي (MGL)، قفزة نوعية في الملاحة الروبوتية، ويعد بتوسيع نطاق الاستكشاف العلمي على الكوكب الأحمر بشكل غير مسبوق.

لطالما كانت المركبات الجوالة التابعة لناسا، مثل كيوريوسيتي وبيرسيفيرانس، تعمل بمستويات متفاوتة من الاستقلالية، حيث يتمتع بيرسيفيرانس بقدرات أكثر تطوراً. كان تطوير نظام ملاحة ذاتي أكثر كفاءة جزءاً أساسياً من مهمة بيرسيفيرانس منذ البداية. تعتمد المركبتان على نظام يُعرف باسم AutoNav، والذي يستخدم الصور والخرائط لتخطيط المسارات. وقد أظهر بيرسيفيرانس فعاليته بالفعل، حيث قطع مسافة 17.7 كيلومتراً في عامه الأول على المريخ، مع استخدام AutoNav لتقييم حوالي 88% من مساره. ومع ذلك، فإن إحدى العقبات الرئيسية أمام تحقيق استقلالية أكبر كانت تكمن في تحدي تحديد الموقع بدقة. فكلما طالت المسافة التي يقطعها المسبار بشكل مستقل، زاد الخطأ في تحديد موقعه على سطح المريخ، مما يعيق قدرته على التخطيط الدقيق للمسارات.

تعتمد عمليات بيرسيفيرانس المستقلة حالياً على ثلاثة أنظمة رئيسية تعمل بتناغم: AutoNav للملاحة، وAEGIS (الاستكشاف الذاتي لجمع العلوم المتزايدة) لاختيار أهداف المراقبة باستخدام كاميراته واسعة الزاوية، وOBP (المخطط على متن المركبة) لجدولة العمليات وتقليل استهلاك الطاقة. تهدف هذه الأنظمة مجتمعة إلى تحقيق أقصى قدر من النتائج العلمية.

ومع ذلك، فإن التحدي الأكبر ظل هو عدم وجود نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على المريخ، مما يجعل تحديد الموقع بدقة مشكلة معقدة تتطلب تدخلاً بشرياً متكرراً. في النظام السابق، كان بيرسيفيرانس يتوقف عن القيادة الذاتية عندما يتراكم خطأ الموضع ليصبح كبيراً جداً، ثم يلتقط صورة بانورامية بزاوية 360 درجة. في هذه المرحلة، كان البشر يتدخلون يدوياً لمطابقة موقع المسبار مع خريطة عالمية، وإعطائه الضوء الأخضر للمتابعة. وقد أوضحت فاندي فيرما، كبيرة مهندسي عمليات الروبوتات في مختبر الدفع النفاث، أن معالجة هذه المشكلة كانت ستسمح للمسبار بالسفر لمسافات أبعد بكثير يومياً.

هنا يأتي دور نظام تحديد المواقع العالمي المريخي (MGL)، الذي يمثل ثورة في هذا المجال. يوفر هذا النظام الجديد للمسبار ما يشبه نظام تحديد المواقع العالمي على المريخ، مما يمكنه من تحديد موقعه الخاص بدقة فائقة. وقالت فيرما: "هذا يشبه إلى حد كبير منح المسبار نظام تحديد المواقع العالمي. الآن يمكنه تحديد موقعه الخاص على المريخ. هذا يعني أن المسبار سيتمكن من القيادة لمسافات أطول بكثير بشكل مستقل، لذلك سنستكشف المزيد من الكوكب ونحصل على المزيد من العلوم. ويمكن استخدامه من قبل أي مسبار آخر يسافر بسرعة ولمسافات طويلة".

كانت أطول مسافة قطعها بيرسيفيرانس ذاتياً 699.9 متراً على مدار ثلاثة أيام، وكانت عدم اليقين في الموضع هو ما يمنعه من تجاوز هذه المسافة. كلما زادت المسافة التي يقطعها المسبار ذاتياً، زاد عدم اليقين في موقعه، مما قد يؤدي إلى فقدان المسار وتوقف المهمة دون تدخل بشري.

الجدير بالذكر أن هذا التطور الجديد أصبح ممكناً جزئياً بفضل انتهاء مهمة مروحية إنجينويتي. فبعد إكمال 72 رحلة مذهلة على مدى ثلاث سنوات، تعرضت المروحية لأضرار في الدوار في يناير 2024. وقد أدى "زوالها" إلى توفر معالج دقيق قوي كان مخصصاً للتواصل مع إنجينويتي على متن بيرسيفيرانس. تم إعادة توجيه هذا المعالج الصغير، مما سمح للمسبار بتحديد موقعه على السطح بدقة تصل إلى 10 بوصات، وفي غضون دقيقتين فقط.

يعمل النظام الجديد باستخدام خوارزمية لمقارنة خرائط التضاريس الموجودة على متن المركبة، والتي أنشأتها المدارات، بالصور البانورامية من كاميرات بيرسيفيرانس. يسمح هذا للمسبار بتحديد موقعه دون الحاجة إلى تدخل بشري. وقد استخدم بيرسيفيرانس هذا النظام بنجاح كبير في يومين من العمليات العادية، في 2 فبراير و16 فبراير. يتمتع النظام بالقدرة على زيادة كبيرة في المسافة التي يمكن لبيرسيفيرانس تغطيتها دون تدخل بشري، مما سيحقق مكاسب علمية ضخمة.

أكد مؤلفو ورقة المؤتمر التي تشرح النظام، بعنوان "Censible: إطار عمل تحديد المواقع العالمي القوي والعملي لمهام السطح الكوكبي"، أن "هذا يمكن المسبار من القيادة لمسافات غير محدودة محتملة دون الحاجة إلى تحديد الموقع من الأرض". وأضافوا أن النظام يمكن تطبيقه على مهام روبوتية أخرى في المستقبل، مشيرين إلى أن "تحديد الموضع المطلق هو مفتاح لمهام الروبوتات الكوكبية المستقبلية ما بعد بيرسيفيرانس".

وأشار جيريمي ناش، مهندس الروبوتات في مختبر الدفع النفاث الذي قاد الفريق العامل على المشروع تحت إشراف فيرما، إلى أهمية هذا الإنجاز بقوله: "لقد منحنا المسبار قدرة جديدة. لقد كانت هذه مشكلة مفتوحة في أبحاث الروبوتات لعقود، وكان من المثير للغاية نشر هذا الحل في الفضاء لأول مرة". يعزز هذا التطور مكانة بيرسيفيرانس كواحد من أكثر المركبات الجوالة تطوراً على الإطلاق، ويمهد الطريق لعصر جديد من الاستكشاف الذاتي على الكواكب الأخرى.

وكالة أنباء إخباري