Nocne przejazdy łazików po Teneryfie
Dwa łaziki Europejskiej Agencji Kosmicznej jeździły w dzień i w nocy wzdłuż księżycowych krajobrazów Teneryfy podczas trwającej dziewięć dni kampanii testowej, zbierając przy tym terabajty danych do dalszej analizy.
Łazikiem Heavy Duty Planetary Rover (HDPR) kierował zespół z Laboratorium Robotyki Planetarnej w ESA. Testy prowadzono wspólnie z zespołem inżynierów z hiszpańskiej firmy GMV, przy pomocy dedykowanego systemu kontroli sterowali oni należącym do ESA łazikiem Rover Autonomy Testbed (RAT). Kampania testowa odbywała się w ramach projektu LUCID (Lunar Scenario Concept Validation and Demonstration – Walidacja i Demonstracja Konceptu Scenariuszy Księżycowych).
„Dotychczas łaziki planetarne testowano zawsze w trakcie dnia”, tłumaczy inżynier robotyki Martin Azkarate z ESA. „Jednak proponowane misje, które mają udać się na bieguny Księżyca, będą miały znacznie trudniejsze warunki oświetleniowe”.
„Wysoka szerokość geograficzna oznacza, że Słońce będzie znajdować się nisko przy horyzoncie, cienie będą bardzo długie, zaś kratery będą położone w permanentnej nocy – może się tam znajdować interesujący dla nauki lód wodny i inne zamrożone gazy lotne”.
„Możecie sobie wyobrazić, jak stresujące jest sterowanie wartym wiele milionów euro łazikiem za pomocą joysticka w niemal totalnej ciemności. W ramach projektu LUCID sprawdzamy, jak najlepiej można kierować pojazdami na powierzchni Księżyca w różnych warunkach oświetleniowych i przy różnym terenie, korzystając z wielu czujników oraz narzędzi programistycznych”.
„Operatorzy łazika RAT próbowali po kolei używać różnych ustawień czujników. My zaś używaliśmy pełnego pakietu czujników na znacznie szybciej poruszającym się HDPR, aby uzyskać dodatkowe dane do dalszej analizy, przeprowadziliśmy też kilka dodatkowych testów.”
Wśród wymienionych czujników znajdują się kamery stereoskopiczne wraz z lampami oświetleniowymi, mierzące czas przelotu kamery TOF, czujniki laserowo-radarowe, akcelerometry oraz czujniki w kołach.
Testy odbywały się na terenie Parku Narodowego Teide w okolicach góry Teide, na pokrytym kamieniami terenie Las Minas de San José.
„Bardzo trudno znaleźć właśnie takie właściwe miejsca”, dodaje Azkarate. „Na pobliskich kamienistych wulkanicznych terenach łaziki w ogóle nie byłyby w stanie się poruszać. Tymczasem tutaj teren jest bardziej podobny do tego na Księżycu – jest tu piasek i małe kamienie na skalistej powierzchni, a teren jest wystarczająco rozległy, byśmy mogli przejechać ponad 13 km”.
Testy zaczęły się za dnia, aby upewnić się, że łaziki pracują właściwie oraz że zebrane przez łaziki dane z powierzchni można porównać do danych z nawigacji satelitarnej oraz przelotu obserwacyjnego z drona. Operacje nocą były kontynuowane w drugiej części kampanii.
Zespołom udało się również wykonać dodatkowe zadania, takie jak zebranie danych, które będzie można wykorzystać do dalszego testowania algorytmów nawigacyjnych w laboratorium. Łazik HDPR był również zdalnie sterowany przez kontrolę lotów znajdującą się na terenie Europy kontynentalnej.
Dodatkowo ostatniego dnia HDPR został użyty w autonomicznych testach nawigacyjnych – sprawdzano, czy łazik może sam zorientować się w terenie i jechać w wybranym kierunku
„Księżyc leży wystarczająco blisko, aby możliwa była kontrola łazika, choć następuje ona z lekkim opóźnieniem czasowym”, tłumaczy inżynier robotyki Levin Gerdes. „W przypadku Marsa odległości są jednak tak wielkie, że bezpośrednia kontrola staje się niemożliwa. Łazikom marsjańskim regularnie przesyła się nowe zestawy poleceń do wykonania”.
„Jest to jednak powolny proces. Szybszy, samodzielnie nawigujący łazik – jak bezzałogowe samochody na Ziemi – jest postrzegany jako technologia konieczna dla przyszłych misji. Jednak bez dostępnych dróg, łazik będzie musiał sam opracować swoją trasę – wpierw pobierając obrazy, następnie używając ich do opracowania mapy otaczającego go terenu, zidentyfikowania przeszkód oraz zaplanowania trasy ich ominięcia”.
„Przeprowadziliśmy cały szereg przejazdów, z których najdłuższy to ponad 100 metrów. Ostatecznie łazik poinformował nas, że wyznaczony cel był nieosiągalny, co okazało się być prawdą. Trasa okazała się być zbyt stroma, aby zagwarantować bezpieczny przejazd”.
Zespół z firmy GMV planuje powrócić do Las Minas de San José we wrześniu, aby wykonać dalsze testy, zaś zespół z Laboratorium Robotyki Planetarnej będzie teraz analizował ponad trzy terabajty zebranych danych z terenu, posłużą one do przeprowadzenia wirtualnych przejazdów łazików oraz kolejnych badań.
