Οι «αναβαθμίσεις» της NASA στον Άρη: Πώς τα ρομποτικά οχήματα αποκτούν νέες δυνατότητες

Η NASA έχει αφιερώσει δεκαετίες στην εξερεύνηση του Άρη, με τα ρομποτικά οχήματα (rovers) να αποτελούν την αιχμή του δόρατος σε αυτή την αποστολή. Πρόκειται για κινούμενα εργαστήρια που τραβούν εικόνες, χαρτογραφούν την επιφάνεια, συλλέγουν δείγματα και επιχειρούν πειράματα που θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθούν μόνο με δορυφορικές παρατηρήσεις. Με τη βοήθειά τους, οι επιστήμονες αναζητούν απαντήσεις σε καίρια ερωτήματα, όπως το αν υπήρξε ποτέ νερό στον Άρη ή αν θα μπορούσε ο πλανήτης να φιλοξενήσει ανθρώπινη παρουσία στο μέλλον.

Ωστόσο, η αποστολή τους δεν είναι στιγμιαία. Τα rovers έχουν σχεδιαστεί ώστε να παραμένουν σε λειτουργία για χρόνια, εκμεταλλευόμενα στο έπακρο τον εξοπλισμό τους. Αυτό σημαίνει ότι, όπως τα smartphones ή οι υπολογιστές μας, χρειάζονται κατά καιρούς ενημερώσεις και διορθώσεις. Το ερώτημα είναι πώς μια τέτοια διαδικασία μπορεί να γίνει από δεκάδες εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά. Η απάντηση είναι πως, παρά την απόσταση, η NASA καταφέρνει να στέλνει λογισμικά updates στα ρομπότ της, ύστερα από εντατικές δοκιμές που προηγούνται στη Γη, συχνά για χρόνια πριν πατηθεί το κουμπί της εφαρμογής.

Ένα από τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι το Curiosity, που εκτοξεύθηκε το 2011 και προσγειώθηκε στον κρατήρα Gale. Η αποστολή του ήταν να ερευνήσει αν ο Άρης μπορούσε ποτέ να υποστηρίξει μικροβιακή ζωή. Στα 13 χρόνια παρουσίας του στον κόκκινο πλανήτη, έχει στείλει εικόνες από περιοχές όπως το Mount Sharp και το Vera Rubin Ridge, έχει μελετήσει γεωλογικούς σχηματισμούς και δεν δίστασε να στείλει ακόμη και «selfie».

Όμως, η καθημερινότητα στον Άρη δεν είναι εύκολη. Η σκληρή επιφάνεια προκάλεσε ανησυχία για τη φθορά των τροχών του. Για 18 μήνες, η ομάδα στο Jet Propulsion Laboratory (JPL) στην Καλιφόρνια εργάστηκε πάνω σε έναν αλγόριθμο που θα βελτίωνε τον τρόπο με τον οποίο το Curiosity οδηγεί, ώστε να κινείται πιο προσεκτικά σε ανώμαλο έδαφος. Το πρόγραμμα αυτό εγκαταστάθηκε εξ αποστάσεως το 2017, προσφέροντας στο rover μεγαλύτερη ανθεκτικότητα.

Το 2023, το Curiosity έλαβε ακόμα μια σημαντική αναβάθμιση: ένα πακέτο με 180 αλλαγές που επικεντρωνόταν κυρίως στην οδήγηση. Το rover απέκτησε τη δυνατότητα να επεξεργάζεται εικόνες του εδάφους σε κλάσματα δευτερολέπτου, μειώνοντας τον χρόνο αναμονής από περίπου ένα λεπτό σε μόλις λίγα δευτερόλεπτα. Αυτό σήμαινε ότι μπορούσε να προχωρά γρηγορότερα και να εξερευνά περισσότερα σε λιγότερο χρόνο.

Αν οι αναβαθμίσεις λογισμικού είναι εντυπωσιακές, οι μηχανικές βλάβες αποτελούν ακόμη μεγαλύτερη πρόκληση. Σε αντίθεση με έναν υπολογιστή στη Γη, κανείς δεν μπορεί να «πεταχτεί» στον Άρη για να αλλάξει ένα εξάρτημα. Η διάρκεια ζωής των οχημάτων εξαρτάται από την εφευρετικότητα των επιστημόνων που τα χειρίζονται από μακριά.

Ένα χαρακτηριστικό περιστατικό συνέβη το 2016, όταν το τρυπάνι του Curiosity σταμάτησε να λειτουργεί, απειλώντας την ικανότητά του να συλλέγει δείγματα βράχων. Η ομάδα του JPL χρειάστηκε να αναπτύξει έναν εντελώς νέο τρόπο διάτρησης. Με εκτεταμένες δοκιμές στη Γη, βρήκαν λύση: χρησιμοποίησαν τα σταθεροποιητικά στηρίγματα του τρυπανιού σε συνδυασμό με το ρομποτικό χέρι, ώστε να αναπαράγουν μια κρουστική κίνηση. Οι νέες οδηγίες στάλθηκαν στον Άρη και το Curiosity κατάφερε να συνεχίσει την αποστολή του σαν να μην είχε υπάρξει ποτέ πρόβλημα.