Robotica › Autonome voertuigen & swarm robotics
Marsrover Perseverance breekt rijafstandsrecord dankzij zelfrijdend systeem
De Amerikaanse marsrover Perseverance verbreekt deze week het record voor de langste afstand ooit afgelegd door een voertuig op een andere planeet. Het geheim achter dat tempo is een geavanceerd zelfrijdend systeem, waarmee de rover negentig procent van zijn ritten zonder hulp van de mens aflegt. Daardoor houdt Perseverance veel meer tijd over voor wetenschappelijk onderzoek dan zijn voorganger Curiosity.
Ergens komende week rijdt Perseverance voorbij de 45,16 kilometer op Mars. Daarmee verbreekt de rover het record van Opportunity, dat tot 2018 op de rode planeet actief was. Perseverance landde in februari 2021 in de Jezero-krater en heeft dus in een derde van de tijd verder gereden dan zijn voorganger. Volgens projectmanager Steven Lee van NASA's Jet Propulsion Laboratory zit het geheim in de navigatiesoftware: "De echte doorbraaktechnologie is het automatische navigatiesysteem geweest."
Een rover die zelf de weg vindt
Perseverance werkt net als een autonome mobiele robot op aarde. Camera's aan boord filmen voortdurend het terrein. Een boordcomputer verwerkt die beelden met een perceptiesysteem en berekent zelf de veiligste route, terwijl de wielen al draaien. Daarmee hoeft de rover niet steeds te wachten op nieuwe instructies vanaf de aarde, wat door de grote afstand al snel tientallen minuten vertraging oplevert. Op Mars liggen genoeg obstakels: grote stenen, steile hellingen en zand waarin wielen kunnen vastlopen. Maar in tegenstelling tot zelfrijdende auto's op aarde hoeft Perseverance geen rekening te houden met ander verkeer.
Voorganger Curiosity, negen jaar eerder gelanceerd, beschikt over vergelijkbare camera's en algoritmes, maar de boordcomputer werkt met verouderde chips uit de jaren negentig. Daardoor rijdt Curiosity slechts voor zo'n tien procent van de tijd autonoom en heeft de rover in ruim vijftien jaar 38,6 kilometer afgelegd. Perseverance beschikt over een modernere boordcomputer waarmee negentig procent van de ritten zelfstandig verloopt. De rover haalt daarbij een maximale snelheid van ongeveer 150 meter per uur.
Meer tijd voor wetenschap
Die extra snelheid komt direct ten goede aan het onderzoek, zegt adjunct-projectwetenschapper Vivian Sun. Curiosity onderzoekt in de Gale-krater vooral gedetailleerd een berghelling. Perseverance daarentegen kan in de Jezero-krater van de ene interessante plek naar de andere rijden, vaak sneller dan wetenschappers hadden gepland. Daar bestudeert de rover gesteente dat tot ongeveer vier miljard jaar oud is, uit de periode waarin Mars volgens wetenschappers mogelijk grote meren of zelfs oceanen had. Onderzoekers proberen te achterhalen hoe leefbaar de planeet toen was en vergelijken het landschap met woestijngebieden als de Mojavewoestijn op aarde.
Slijtvast voor de lange termijn
Curiosity kreeg na een paar jaar rijden aanzienlijke slijtage aan zijn wielen. NASA paste het ontwerp voor Perseverance aan, en tot nu toe vertonen de wielen geen noemenswaardige slijtage. Wel worden de actuatoren in de wielen momenteel gecertificeerd voor minstens honderd kilometer rijden, tegenover de twintig kilometer waarvoor ze aanvankelijk waren getest. Perseverance draait op een radio-isotopengenerator en heeft geen brandstof, verbruiksmateriaal of smeermiddelen aan boord die kunnen opraken. Daardoor kan de rover volgens Lee nog jarenlang blijven rijden over het oppervlak van Mars.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Het succes van Perseverance laat zien dat zelfrijdende systemen ruimtemissies veel efficiënter maken: minder wachttijd op instructies vanaf de aarde betekent meer tijd voor wetenschappelijk onderzoek. Deze techniek is een blauwdruk voor toekomstige missies naar Mars en andere planeten, waar de communicatievertraging autonoom rijden onmisbaar maakt.
- Autonome navigatie
- Een systeem waarbij een voertuig zelf, zonder sturing van een mens, de veiligste route bepaalt op basis van camerabeelden en algoritmes.
- Boordcomputer
- De computer aan boord van een voertuig die sensordata verwerkt en op basis daarvan beslissingen neemt.
- Navigatiealgoritme
- Een reeks rekenregels waarmee een computer uit camerabeelden de veiligste rijroute berekent.
- Actuator
- Een onderdeel dat een elektrisch signaal omzet in beweging, zoals de motoren die de wielen van de rover aandrijven.
- Radio-isotopengenerator
- Een energiebron die elektriciteit opwekt uit de warmte van radioactief verval, gebruikt in ruimtevaartuigen die ver van de zon opereren.
- Perceptiesysteem
- De combinatie van sensoren en software waarmee een machine zijn omgeving waarneemt en interpreteert.
- Chipset
- De verzameling elektronische chips die samen de rekenkracht van een computersysteem vormen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
