美国 - 艾赫巴里通讯社
NASA“毅力号”火星车通过新全球定位系统实现火星自主性突破
美国国家航空航天局（NASA）和喷气推进实验室（JPL）宣布，随着“毅力号”火星车自主性取得重大飞跃，火星探索进入了一个新时代。通过火星全球定位（MGL）系统的开发和实施，“毅力号”获得了前所未有的能力，能够精确确定其位置并自主导航更长的距离，有望从这颗红色星球上获得更丰富的科学数据。
长期以来，火星车实现更大自主性的追求一直是航天机构的重点。尽管“好奇号”和“毅力号”等现有火星车利用AutoNav等复杂系统进行部分自主导航，但精确的定位一直是关键瓶颈。随着火星车自主行驶的距离越远，其对自身位置理解的累积误差就会越大，最终导致在没有人为干预的情况下，它实际上会“迷失”。JPL任务机器人操作首席工程师万迪·维尔马（Vandi Verma）阐述了这一挑战，她指出：“人类必须告诉它：‘你没有迷失，你很安全。继续前进。’”这种对地球持续监督的需求限制了自主探索的速度和范围。
另请阅读
MGL系统直接解决了这一根本性限制。在缺乏火星GPS的情况下，MGL作为一种复杂的替代方案，使“毅力号”能够在大约两分钟内将地表位置精确到10英寸（约25厘米）以内。这与以前的方法相比有了显著改进，以前的方法要求火星车停止，拍摄360度全景图像，然后将其传回地球，由工程师手动将其位置与全球地图匹配。
MGL开发的一个关键促成因素是“ Ingenuity”直升机于2024年1月退役。“ Ingenuity”是“毅力号”的开创性空中伴侣，在旋翼受损之前成功完成了72次飞行。随着其任务的结束，“毅力号”上一个原本用于与“ Ingenuity”通信的强大微处理器得以释放。这种释放出的处理能力现在成为MGL的核心，允许系统采用先进的算法。该算法将轨道航天器创建的预加载地形图与“毅力号”自身相机捕获的全景图像进行比较，使火星车能够自主地将其当前视图与轨道参考数据相关联，以实现精确的定位。
“毅力号”的自主操作已经是一个由三个集成系统组成的复杂协作：AutoNav，它使用图像和地图规划路线；AEGIS（自主探索以获取更多科学数据），它使用车载广角成像选择SuperCam仪器的观测目标；以及OBP（车载规划器），它安排计划操作以优化能源消耗。MGL为这些系统增加了一个关键层，通过允许火星车覆盖更多地面并进行更多观测而无需中断，从而增强了火星车最大限度地提高科学回报的能力。
MGL的有效性已在2月2日和2月16日的两次成功正常操作中得到证实。维尔马强调了这一发展的深远影响，指出：“这意味着火星车将能够自主行驶更长的距离，因此我们将探索更多的星球并获得更多的科学数据。它几乎可以被任何其他快速远距离行驶的火星车使用。”在MGL之前，“毅力号”最长的自主驾驶距离约为三天内699.9米，位置不确定性是延长这一距离的主要障碍。
MGL的影响超出了“毅力号”本身。正如一篇题为“Censible：行星表面任务的稳健实用全球定位框架”的会议论文所阐述的那样，作者指出：“它使火星车能够被指令行驶潜在无限的距离，而无需地球的定位。”这种能力不仅是当前任务的进步，而且为整个太阳系未来的机器人探索树立了关键先例。机器人探测器在其他天体上精确、自主地确定其绝对位置的能力将是提高效率、降低任务风险和显著增加科学产量的关键。
相关新闻
有了MGL，“毅力号”将继续推动火星探索的边界，提供有关该星球地质、过去生命潜力以及为载人任务铺平道路的宝贵见解。这一技术飞跃凸显了NASA对创新的承诺，正在改变人类探索宇宙的方式。
