El Mars Rover Perseverance de la NASA “al volante”

Perservence se basa en cámaras de navegación izquierda y derecha. Lo que se ve aquí combina la perspectiva de dos cámaras móviles durante el primer viaje del vehículo utilizando AutoNav, su función de navegación automática.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

El rover más nuevo de la agencia está recorriendo el paisaje marciano utilizando un sistema de navegación automática recientemente mejorado.

El rover Perseverance, el robot de seis ruedas más nuevo de la NASA en Marte, está comenzando un viaje épico por el suelo de un cráter en busca de signos de vida antigua. El equipo del rover está inmerso en la planificación de rutas de navegación, redactando instrucciones para transmitirlas, incluso usando gafas 3D especiales para ayudar a trazar su rumbo.

El rover se irá haciendo cada vez más autónomo en su conducción, utilizando un potente sistema de navegación automática llamado AutoNav, que crea mapas en 3D del terreno, identifica peligros y planifica una ruta alrededor de cualquier obstáculo sin necesidad de una dirección adicional desde los controladores en la Tierra.

“Tenemos una capacidad llamada ‘pensar mientras conducimos’”, dijo Vandi Verma, ingeniera senior del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California. “El rover está analizando su conducción autónoma mientras se mueve”.

Esa capacidad, combinada con otras mejoras, podría permitir que Perseverance alcance una velocidad máxima de 120 metros por hora; su predecesor, Curiosity, equipado con una versión anterior de AutoNav, se mueve aproximadamente a 20 metros por hora mientras sube al Monte Sharp por el sureste.

Vandi Verma, una ingeniera que ahora trabaja con el rover Perseverance Mars de la NASA, se ve en esta foto conduciendo el rover Curiosity. Los conductores de robots todavía utilizan las gafas 3D especiales para detectar fácilmente irregularidades en el terreno que el vehículo debería evitar.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

“Aceleramos AutoNav cuatro o cinco veces”, dijo Michael McHenry, líder del dominio de movilidad y parte del equipo de planificadores móviles de JPL. “Estamos conduciendo mucho más lejos en mucho menos tiempo de lo que demostró Curiosity”.

Cuando Perseverance comience su primera campaña científica en el cráter Jezero, AutoNav será un instrumento clave para ayudar a desarrollar el trabajo.

Este cráter hace miles de millones de años, fue un lago, cuando Marte estaba más húmedo que hoy, y el destino de Perseverance es un delta de un río seco en el borde del cráter. Si alguna vez hubo vida en Marte, allí podrían encontrarse allí signos. El rover recolectará muestras a lo largo de unos 15 kilómetros, luego preparará las muestras para que a través de una misión futura, se recolecten y se traigan a la Tierra para su análisis.

“Vamos a poder llegar a lugares a los que los científicos quieren ir, mucho más rápido”, dijo Jennifer Trosper, que es gerente del proyecto del rover Mars 2020 Perseverance y ha trabajado en todos los rovers marcianos de la NASA. “Ahora podemos conducir a través de estos terrenos más complejos en lugar de rodearlos: no es algo que hayamos podido hacer antes”.

Esta simulación por ordenador muestra el rover Perseverance Mars de la NASA realizando su primer viaje utilizando su función de navegación automática, que le permite evitar rocas y otros peligros sin la intervención de los ingenieros en la Tierra.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
El factor humano

Por supuesto, Perseverance no se las arregla solo con AutoNav. La participación del equipo rover sigue siendo fundamental en la planificación y conducción de la ruta. Todo un equipo de especialistas desarrolla una ruta de navegación junto con la planificación de la actividad del rover, ya sea que esté examinando una característica geológicamente interesante en el camino a su destino o, dentro de poco tiempo, tomando muestras.

Debido al retraso de la señal de radio entre la Tierra y Marte, no se puede mover el rover hacia adelante con un joystick. El equipo escudriña las imágenes de satélite, a veces poniéndose gafas 3D para ver la superficie marciana en el entorno del rover. Cuando acaban de hacer esta gestión, envían las instrucciones a Marte y el rover las ejecuta al día siguiente.

Las ruedas de Perseverance también se modificaron para ir a la par con la rapidez con que se ejecutan esos planes: además de ser un poco más grandes en diámetro y más estrechas que las ruedas de Curiosity, cada una dispone de 48 huellas que parecen líneas ligeramente onduladas, a diferencia del patrón de 24 marcas en las de Curiosity. De esta manera, se cumplen los objetivos de tracción y durabilidad de las ruedas.

“Curiosity no pudo usar el AutoNav debido al problema del desgaste de las ruedas”, dijo Trosper. “Al principio de la misión, experimentamos el desplazamiento sobre rocas pequeñas, afiladas y puntiagudas que empezaron a perforar las ruedas, y nuestro AutoNav no las evitó”.

En la parte inferior del cuerpo de Perseverance hay mayor espacio libre que permite que el rover se desplace con seguridad sobre terrenos más accidentados, incluidas rocas grandes. Las habilidades mejoradas de navegación automática de Perseverance incluyen también a ENav, o navegación mejorada, una combinación de algoritmo y software que permite una detección más precia de peligros.

A diferencia de sus predecesores, Perseverance puede emplear uno de sus ordenadores solo para navegar en la superficie; su ordenador principal puede dedicarse a otras tareas que mantienen al rover saludable y activo.

Este Vision Compute Element, o VCE, guió a Perseverance a la superficie marciana en febrero durante su entrada, descenso y aterrizaje. Ahora se está utilizando continuamente para trazar el viaje del rover mientras lo ayuda a evitar problemas en el camino.

El rover también realiza un seguimiento de la distancia recorrida de un lugar a otro mediante un sistema llamado “odometría visual”. Perseverance captura imágenes periódicamente a medida que se mueve, comparando una posición con la siguiente para ver si se movió la distancia esperada.

Los miembros del equipo esperan que AutoNav “tome el volante”. Pero también estarán listos para intervenir cuando sea necesario.

¿Y cómo es conducir en Marte? Pues los planificadores y conductores dicen que nunca deja de fascinar.

“Jezero es increíble”, dijo Verma. “Es el paraíso de los conductores de vehículos todo terreno. Cuando te pones las gafas 3D, ves mucha más ondulación en el terreno. Algunos días solo miro las imágenes”.

Edición: R. Castro.