不到三年,一个比SUV还大的机器人(那可是一个相当大的太空机器人)将从地球发射升空,飞往火星。这个探测器将通过降落伞轻轻地降落在火星表面,最后由一个“空中吊车”引导,将其安全送达地面。这至少是“火星2020”任务的计划。除了成为我们邻近行星上最先进的技术设备外,新机器人还将拥有比以往任何一辆火星车都多的摄像头。
它拥有23个摄像头,比“好奇号”多6个,比“精神号”和“机遇号”各多13个,比第一辆火星车“探路者号”多20个。这些由相机工程进步推动的“眼睛升级”,将让研究人员更清晰地观察火星,当然,它们还将有助于节省时间,并缓解从3390万英里外规划火星任务的艰苦过程。
目前,要规划“好奇号”一天的工作,NASA喷气推进实验室(JPL)的科学家们需要大约八个小时,首先处理前一天火星车收集到的信息,规划第二天的任务,设计这些项目,将它们打包成数字指令,然后将更多指令发送回火星。
工程师们仅处理“好奇号”发回的图像就需要大约半小时到一小时,他们需要将广角照片拼接在一起,或者对齐立体图像,让人类——或火星车——从二维图片中推断出深度信息。
“对于驾驶或操作机械臂等操作,我们用左边的摄像头拍一张照片,用右边的摄像头拍一张照片,” “火星2020”任务的成像科学家Justin Maki说。“然后我们匹配两张图片之间的像素,创建一个地形的3D图像。因为我们有这些广角镜头,我们最终得到了质量更好的立体地形图。”
Maki和他的团队在下一个任务中的计划是,将整个日常任务时间压缩到五个小时,部分原因在于利用火星车上更小、更便宜、更强大的摄像头,这些摄像头具有更广的视野。
更广阔的视野和高分辨率意味着更少的时间用于拼接或处理图像,而有更多的时间用于火星车的第二天任务,无论是告诉它开到一块岩石旁边,避开障碍物,还是发射激光。
“时间越短,地面介入规划的机会就越多,”Maki说。这意味着有更多的空间来适应火星日与地球日之间40分钟的延迟。这听起来可能不多,但当我们在谈论行星际尺度时,这种延迟会周期性地打乱一切。
“有些日子,你早上来上班,计划还没在火星上执行完,”Maki说。这是一个问题,因为研究人员必须等待信息传来才能开始他们的一天。延迟——加上规划和编程一天所需的时间——意味着有时工作时间不可预测,这会让人筋疲力尽,尤其是在任务延长,团队在两年任务的第五年还在工作时,就像“好奇号”一样。
“当我们第一次着陆时,我们会通宵工作,”Maki说。“但这很难持续三个月以上。”
更短的五小时窗口意味着信息可以 late 送达JPL实验室,研究人员仍然可以在正常的正常工作日结束前提供精确校准的指令,这如果没有广角镜头拍摄周围环境、样本和火星车本身的精确照片是不可能实现的。
当然,除了提供详细的导航辅助外,大量的摄像头也意味着为地球上的所有人提供更多令人惊叹的图像。高速着陆摄像机和专门的麦克风将捕捉火星车令人惊心动魄的着陆过程。是的,工程师们将看到降落伞在火星大气中展开的详细录像,而我们其他人将看到“七分钟的恐惧”的真人重制版——这是NASA非常受欢迎的“好奇号”着陆动画。
而且,与其他NASA任务一样,当“火星2020”任务的信息返回时,公众将几乎在Maki和其他任务科学家获得信息的同时就能关注。
“这是一个人类历史上非常独特的时期。以前,探险家会乘船出发,希望他们回来时带回一些故事,或者一些画,”Maki说。“但现在,世界上的任何一个人都可以实时参与我们的航行。”