自己“掌舵”，毅力号开启穿越陨石坑底部的旅程

源自：澎湃新闻

---

原文标题：自己“掌舵”，毅力号开启穿越陨石坑底部的旅程

　　根据美国宇航局7月2日的消息，“毅力”号火星车正开启其穿越陨石坑底部的史诗般的旅程，以寻找古代生命的迹象。
　　这表示其科学家团队正在规划导航路线、起草要发送的指令，甚至戴上特殊的 3D 眼镜来帮助绘制路线图。不过，“毅力”号也会逐渐使用其强大的自动导航系统进行自动驾驶。
　　“‘毅力’号有一种叫‘边驾驶边思索’（thinking while driving）的能力，”美国宇航局的喷气推进实验室的高级工程师、火星车的规划师和“驾驶员”Vandi Verma说，“当它的车轮转动时，它正在思索自动驾驶。”
　　该计算机动画显示了“毅力”号使用自动导航功能（AutoNav）进行首次驾驶时的遥测回放。在这里，火星车速度加快了50倍，整个行程约31米，耗时45分钟。地形是根据高度图进行创建的，地图由火星车的导航摄像头获取的立体图像中逐步生成。自动导航软件使用高度图来评估可能的安全驾驶路径。视频中，路径由探测器前部发出的弧线表示，不同颜色的弧表示不同的危险评估结果。（例如，灰色弧线表示安全）（00:45）
　　“毅力”号具有一个名为AutoNav的增强型系统，能够绘制前方地形的 3D 地图、识别危险，并在没有来自地球控制器的额外指示的情况下规划绕过障碍物的路线。这项功能和其他的功能提升相结合，可能会使“毅力”号的最高速度达120米/时。
　　随着“毅力”号在杰泽罗陨石坑的地面开启其首次的科学活动，AutoNav将成为其完成工作的关键支持。
　　数十亿年前，杰泽罗陨石坑曾经是一个湖泊，那时火星要比今天潮湿，而毅力号的目的地正是陨石坑边缘的干涸河口三角洲。如果火星早期出现过生命，那么古河三角洲和湖泊沉积物就可能保存了有机分子和其他微生物的迹象。
　　“毅力”号将在约15 公里的范围内收集样本，并将其放在火星表面，然后在未来的任务将其取回并带到地球（最早在2031年）。
　　“毅力”号的前辈“好奇”号配有早期版本的 AutoNav，当“好奇”号向东南方向攀登夏普山时，速度为20米/时。“我们将AutoNav的速度提高了四五倍，”移动领域负责人兼喷气推进实验室火星车规划团队的成员Michael McHenry说，“与‘好奇’号相比，‘毅力’号可以在更短的时间走更远的距离。”
　　“我们可以更快到达科学家们想去的地方，”“毅力”号项目经理Jennifer Trosper表示，“现在，我们能让火星车穿过更为复杂的地形，而不是绕过它们：这是我们以前无法做到的。”
　　与其前辈们不同，“毅力”号可以使用一台计算机专门用来导航；而它的主计算机则能专注于许多其他保持“毅力”号健康运行的任务。
　　“毅力”号的视觉计算单元（Vision Compute Element）在 2月份“毅力”号进入火星以及下降着陆期间起着重要的引导作用。而现在，该单元被用于绘制旅程，并帮助火星车避免沿途的麻烦。
　　“毅力”号还使用“视觉里程计”（visual odometry）系统记录其从一个地点移动到另一个地点的距离。该系统会在火星车移动时定期捕获图像，比较不同的位置来看它是否移动了预期的距离。
　　这是“毅力”号使用其自动导航功能（AutoNav）用左右导航摄像头拍摄的视图。（00:21）
　　当然，“毅力”号不能单靠AutoNav。科学家团队的参与仍是“毅力”号的路线规划和驾驶的关键。整个专家团队开发了一条导航路线，并规划火星车的活动，包括在途中检查地质上有趣的特征、快速采集样本等。
　　由于地球和火星之间存在无线电信号延迟，专家团队不能简单地在地球用操纵杆让火星车前行。他们要仔细观察卫星图像，有时戴上3D 眼镜来观察火星车附近的火星地面。一旦团队做出决定，他们就发送指令到火星，然后火星车在第二天执行这些指令。
　　为了让这些计划快速执行，“毅力”号的车轮也进行了调整：比起“好奇”号的车轮，“毅力”号的车轮直径更大，宽度更窄，而且每个车轮有48条波浪线似的花纹。而“好奇”车轮的花纹是24个“人”字形图案。这样的设计是帮助提高“毅力”号的牵引力和耐用性。
　　“毅力”号更高的腹部还使其能够安全地滚过崎岖不平的地面。它的增强型自动导航功能包括ENav（Enhanced Navigation），这是一种算法和软件的组合，可实现更精确的危险探测。
　　团队成员表示，他们期待让“毅力”号使用AutoNav“掌舵”，不过，他们也做好准备在需要时进行干预。