Vượt mặt Opportunity, xe tự hành Perseverance của NASA sắp lập kỷ lục di chuyển trên sao Hỏa

Theo tin từ IT ngày 10 tháng 8, vào một thời điểm nào đó trong tuần này, xe tự hành Perseverance của NASA sẽ lập kỷ lục trở thành phương tiện nhân tạo di chuyển quãng đường xa nhất trên bề mặt một hành tinh khác.

Theo tìm hiểu của IT, chiếc xe tự hành có kích thước bằng một chiếc ô tô này đã hạ cánh thành công xuống sao Hỏa vào tháng 2 năm 2021. Khi đạt cột mốc này, nó sẽ di chuyển tổng cộng hơn 45,16 km (28,06 dặm) trên bề mặt sao Hỏa, qua đó phá vỡ kỷ lục trước đó do xe tự hành Opportunity nắm giữ. Opportunity đã mất liên lạc với NASA vào năm 2018.

Vậy tại sao Perseverance chỉ mất khoảng một phần ba thời gian để đạt được quãng đường di chuyển kỷ lục này?

Một chiếc xe tự hành có khả năng tự lái

"Chìa khóa thực sự để đạt được mục tiêu này chính là hệ thống điều hướng tự động của nó," Steven Lee, quản lý dự án Perseverance tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, cho biết trong một cuộc phỏng vấn.

Tương tự như xe tự lái trên Trái đất, Perseverance được trang bị các camera tiên tiến trên xe để chụp ảnh địa hình xung quanh. Những hình ảnh này sau đó sẽ được máy tính trên xe xử lý thông qua các thuật toán để tính toán lộ trình di chuyển an toàn nhất.

Tất nhiên, các phương tiện trên Trái đất có một số lợi thế như bản đồ rõ ràng, biển báo giao thông, vạch kẻ đường, v.v. Ngoài ra, "đường sá" trên sao Hỏa cũng đầy rẫy những nguy hiểm, bao gồm các tảng đá lớn và những sườn dốc cát mềm. Tuy nhiên, ít nhất thì Perseverance không phải đối mặt với các phương tiện khác hay những tài xế tồi.

Xe tự hành Curiosity, được phóng cách đây 9 năm và có cấu tạo rất giống với Perseverance, cũng sở hữu khả năng chụp ảnh và thuật toán tương tự. Nhưng ông Lee cho biết, máy tính trên xe của Curiosity đã lạc hậu một thế hệ, trong đó một số công nghệ chip thậm chí có từ những năm 1990.

Do đó, Curiosity chỉ có thể tự lái khoảng 10% quãng đường di chuyển vì khả năng tính toán quá chậm. Sau gần 15 năm hoạt động trên sao Hỏa, tổng quãng đường di chuyển của Curiosity là khoảng 38,6 km.

Ngược lại, khoảng 90% quãng đường di chuyển của Perseverance được thực hiện một cách tự động, nhờ vào "Vision Compute Element" (Đơn vị tính toán thị giác) tiên tiến hơn một chút. Hệ thống này cho phép xe tự hành thực hiện các tác vụ nhận thức môi trường và tính toán ngay cả khi bánh xe đang quay.

Tất nhiên, tốc độ của Perseverance không nhanh, với tốc độ bánh xe tối đa khoảng 150 mét mỗi giờ.

Tuy nhiên, vì Perseverance không cần phải dừng lại thường xuyên để chờ các kỹ sư điều khiển từ Trái đất gửi lệnh điều hướng, nên nó có thể tối đa hóa hiệu quả thăm dò khoa học.

Ngôi sao trong lĩnh vực khám phá khoa học

"Điều này giúp ích rất nhiều cho nghiên cứu khoa học," Vivian Sun, phó trưởng nhóm khoa học của nhiệm vụ, cho biết. "Đây không phải là hạ thấp tầm quan trọng của các khả năng tiên tiến khác của xe tự hành, nhưng đặc biệt là khả năng tự lái đã giúp phạm vi nhiệm vụ của chúng tôi rộng hơn so với các nhiệm vụ thăm dò trước đây."

Khả năng tự lái của Perseverance đã phối hợp rất tốt với các mục tiêu nhiệm vụ của nó.

Curiosity đã hạ cánh xuống miệng núi lửa Gale và di chuyển chậm rãi lên phía trên núi Sharp. Khi độ cao không ngừng tăng lên, nó chủ yếu thực hiện các phép đo chi tiết một cách hệ thống, với tốc độ di chuyển tương đối chậm.

Trong khi đó, Perseverance hạ cánh xuống miệng núi lửa Jezero, nơi các mục tiêu khoa học được phân bổ rải rác hơn. Do đó, nó có thể di chuyển nhanh chóng từ địa điểm này sang địa điểm khác và thường xuyên đến các khu vực khám phá mới sớm hơn dự kiến, khiến các nhà khoa học vô cùng ngạc nhiên.

Và đây chính là một điều tốt, bởi vì Perseverance vẫn còn rất nhiều công việc phải hoàn thành.

Tại miệng núi lửa Jezero, Perseverance đang nghiên cứu một số loại đá cổ xưa nhất trong hệ Mặt trời, có niên đại thậm chí còn lâu đời hơn hầu hết các loại đá trên Trái đất, có thể truy xuất nguồn gốc từ khoảng 4 tỷ năm trước.

Vào thời điểm đó, sao Hỏa đang ở giai đoạn cuối của "Thời kỳ bắn phá muộn" (Late Heavy Bombardment), với vô số tảng đá vẫn đang bay với tốc độ cao trong khu vực các hành tinh bên trong. Tuy nhiên, môi trường toàn hệ Mặt trời đã bắt đầu dần ổn định.

"Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể trực tiếp nghiên cứu loại địa hình này tại chỗ, điều đó thực sự rất thú vị," bà Sun cho biết.

Các nhà khoa học tin rằng, trong thời kỳ này, sao Hỏa có thể đã tồn tại những hồ nước lớn, thậm chí có thể là đại dương. Perseverance đang khám phá những địa mạo cổ xưa này để hiểu rõ hơn về các điều kiện địa chất và môi trường có thể tồn tại trên sao Hỏa lúc bấy giờ, cũng như liệu hành tinh này có khả năng nuôi dưỡng sự sống hay không.

Các nhà khoa học cho rằng sao Hỏa cổ đại có thể hơi giống với sa mạc Mojave trên Trái đất, chỉ khác là nơi đó từng có dòng nước chảy qua. Tuy nhiên, quan điểm này hiện vẫn còn gây tranh cãi. Và khi Perseverance liên tục thu thập dữ liệu, các nhà khoa học đã có thêm nhiều cơ sở nghiên cứu hơn.

Tiếp tục di chuyển, tiếp tục khám phá

Curiosity đã hoạt động liên tục trên sao Hỏa gần 15 năm, và đội ngũ Perseverance cho biết thế hệ xe tự hành mới hiện cũng đang trong tình trạng rất tốt.

Sau vài năm Curiosity hoạt động trên sao Hỏa, đội ngũ nhiệm vụ phát hiện bánh xe của nó bị mòn đáng kể. Vì vậy, NASA đã thiết kế lại bánh xe cho Perseverance. Ông Lee cho biết, hiện tại vẫn chưa phát hiện dấu hiệu mòn đáng kể nào trên bánh xe của Perseverance.

Mối lo ngại nhỏ duy nhất hiện nay là các bộ truyền động trong bánh xe. Ban đầu chúng chỉ được thử nghiệm theo tiêu chuẩn tuổi thọ di chuyển 20 km, nhưng NASA hiện đang chứng nhận khả năng hỗ trợ di chuyển ít nhất 100 km, thậm chí là xa hơn nữa.

Perseverance sử dụng Máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) để cung cấp năng lượng, trên xe không có chất đẩy, vật tư tiêu hao hay chất bôi trơn. Do đó, ông Lee cho biết, chiếc xe tự hành này vẫn có khả năng tiếp tục tự di chuyển trên bề mặt sao Hỏa trong nhiều năm tới.