De Mars Exploration Rovers doorkruisen nu al bijna vijf jaar het oppervlak van de Rode Planeet. Maar hoe worden de twee rovers, Spirit en Opportunity, precies "verdreven" van de aarde, op ongeveer 150 miljoen km afstand? Velen van ons hebben misschien visioenen van joysticks, vergelijkbaar met wat wordt gebruikt voor speelgoed met afstandsbediening, maar zo is het helemaal niet. Echter, een "Rover Driver" zijn is een baan waarbij ervaring met videogames en simulatiesoftware er goed uitziet, je cv! Scott Maxwell is een van de veertien roverbestuurders, of planners zoals ze ook worden genoemd, die ons vorige week een update gaven over de status van Spirit en Opportunity. Tegenwoordig geeft Scott de details over het besturen van een Mars-rover.
'De manier waarop we wilden dat het zou werken', zei Scott in een telefonisch interview van JPL, 'is als we een joystick zouden hebben, als we de joystick naar voren zouden duwen, zou de rover vooruitgaan, of terugduwen en de rover stoppen. Maar met vertragingen in de radiosignalen zou je op de joystick vooruit duwen en 10 minuten later zou de rover het signaal krijgen. Maar op aarde weet je niet of het daarna nog 10 minuten heeft gewerkt, omdat het even duurt voordat het signaal terugkeert. "
Dit zou een nachtmerrie creëren in logistiek, planning en operaties, omdat de chauffeurs niet in realtime kunnen 'zien' wat de rover doet. Dus in plaats daarvan werken de roverbestuurders met de nachtdienst van Mars.
"We profiteren van het feit dat onze rovers op zonne-energie 's nachts moeten stoppen", aldus Scott. 'Dus als de zon ondergaat in de lucht van Mars, krijgt de rover het bevel om foto's te maken van de wereld om hen heen en die te sturen voordat ze gaan slapen. Als we die gegevens weer op aarde krijgen, gaan we aan het werk. We nemen alle afbeeldingen en zetten ze in een simulatie. We hebben een 3D-simulatiewereld - een beetje zoals een videogame - op onze computers. Vervolgens hebben we een gesimuleerde rover die we in die 3D-wereld hebben neergezet en in plaats daarvan rijden we die rover rond. ”
Dus in die 3D-wereld kunnen de roverbestuurders elke mogelijkheid testen, alle fouten maken (de rover kantelen, vast komen te zitten, van een afgrond rijden, tegen een grote rots botsen) en de rijvolgorde perfectioneren terwijl de echte rovers dommelen veilig en rustig. Dit heeft zeker geholpen met het lange leven dat de rovers hebben geleid, want in vijf jaar tijd hebben de roverbestuurders de rovers veilig en met succes geleid om kraters in en uit te rijden, een uitdagende heuvel te beklimmen en meer kilometers te maken dan iemand ooit voor mogelijk had gehouden . De grootste drijframp is blijven steken in een zandduin, maar nu heeft het drijvende team een paar trucjes in petto om dat te voorkomen (zie deel 1).
Dus wanneer de chauffeurs de opdrachten in de simulatie perfectioneren en de exacte reeks bewegingen voor de rover aanscherpen, uploaden ze die opdrachten en sturen ze deze naar de echte rover. Wanneer de zon opkomt op Mars, wordt de rover wakker, ontvangt hij een uplink voor communicatie van de aarde, verwerkt hij de opdrachten en gaat hij aan het werk terwijl de rover-chauffeurs gaan slapen. "Aan het einde van de dag van de rover sturen we meer foto's en gegevens en beginnen we de cyclus opnieuw", aldus Scott.
Als er een bijzonder moeilijke situatie is, zoals hoeveel kanteling de rover kan weerstaan zonder om te vallen, kan een testrover dezelfde sequenties doorlopen in een gesimuleerde Mars-omgeving in JPL's Mars Yard.
In 2004, tijdens de 'eerste missie', de eerste drie maanden van de missie (de oorspronkelijke tijdsduur dat de rovers lang zouden duren) leefde iedereen die met MER werkte op Mars-tijd. Aangezien de twee rovers zich aan weerszijden van de planeet bevinden, betekende dit dat er 24 uur per dag operaties moesten plaatsvinden. En aangezien een Mars-dag 40 minuten langer is dan de dag van de aarde, betekende dat een voortdurend veranderende slaap / waakcyclus, een moeilijke situatie waarin je lichaam zich voortdurend 'jetlag' voelt. Maar nu de missie al zo lang aan de gang is, opereren de planners in een meer aardse-normale modus en nemen ze zelfs enkele weekenden vrij. Maar toch, de dienst van acht uur van een planner kan overal beginnen tussen 06.00 uur en 12.00 uur.
Dus wat is een gemiddelde rit voor de rovers? "Het varieert enorm", zei Scott, "maar een gemiddelde rit is in de buurt van een paar meter." Op dit moment worstelt Spirit zich een weg omhoog langs de “Home Plate”, een laag plateau, dat voor een rover een steile heuvel is. De kruimelige grond verspreidt zich onder haar wielen terwijl ze de klim maakt, waardoor het moeilijk wordt om vader te rijden dan een paar centimeter per dag. Bovendien heeft Spirit te maken met lage stroomniveaus van met stof bedekte zonnepanelen, waardoor beperkte energie wordt geleverd voor grote schijven. Net na een recente stofstorm produceerden de zonnepanelen van Spirit slechts 89 wattuur, wat ongeveer de energie is die nodig is om een lampje anderhalf uur te laten branden.
Maar de vermogensniveaus van Opportunity zijn veel beter, en ze heeft recentelijk zelfs 216 meter gereden, terwijl ze het pedaal op het metaal duwt in een poging om Endeavour Crater te bereiken, ongeveer 12 km verderop.
Sommige rover-stuurprogramma's werken voornamelijk met één rover (Steve Squyres heeft gezegd dat het gemakkelijk is om aan de ene rover te hechten, afhankelijk van met welke je werkt), maar Scott gaat heen en weer tussen de twee. "Dat komt deels omdat ik een teamleider ben, en deels omdat ik het soort persoon ben dat wil rondrennen en altijd en overal deel van uit wil maken!" hij zei. Toen we vorige week met Scott spraken, werkte hij met Spirit en dacht dat hij deze week waarschijnlijk een rit of twee met Opportunity zal maken.
Momenteel is de totale odometrie van Spirit ongeveer 7.530 meter (meer dan 4.6 mijl), terwijl de kilometerteller van Opportunity bijna 14.000 meter (ongeveer 9 mijl) aangeeft.
JPL heeft een aantal prachtige video's van de trektochten, beproevingen en voortgang van de rover, en je kunt de voortgang van de rovers volgen door te controleren op regelmatige updates op de MER-website.
Morgen: wat heb je de afgelopen vijf jaar gedaan? Scott Maxwell deelt hoe het vijf jaar rijden met de Mars-rovers was.
Hoe een Mars Rover te besturen, deel 1
Hoe een Mars Rover te besturen, deel 3
