หุ่นยนต์สำรวจ Curiosity ของ NASA ยังคงสร้างความประหลาดใจให้กับวิศวกรและผู้ที่ชื่นชอบอวกาศในขณะที่เข้าสู่ปีที่ 14 บนดาวอังคาร หุ่นยนต์หกล้อตัวนี้ได้รับการอัปเกรดซอฟต์แวร์ที่สำคัญซึ่งช่วยให้มันทำงานได้อย่างชาญฉลาดมากขึ้น ไม่ใช่ทำงานหนักมากขึ้น ในขณะที่แหล่งพลังงานนิวเคลียร์ของมันค่อยๆ อ่อนแอลงตามกาลเวลา
เรื่องราวของหุ่นยนต์ตัวนี้ได้จุดประกายการอฟสุนที่น่าสนใจในชุมชนเทคโนโลยีเกี่ยวกับวิธีที่ภารกิจอวกาศพัฒนาไปเกินขอบเขตเดิมที่วางไว้ ผู้สังเกตการณ์หลายคนสังเกตว่าการค้นพบที่น่าตื่นเต้นที่สุดบางอย่างเกิดขึ้นเมื่อวิศวกรมีอิสระมากขึ้นในการทดลองกับฮาร์ดแวร์ของพวกเขาหลังจากทำภารกิจหลักเสร็จสิ้นแล้ว
ข้อมูลจำเพาะสำคัญของ Curiosity Rover :
- ระยะเวลาภารกิจ: 13+ ปี (ดำเนินการอยู่)
- ระยะทางที่เดินทาง: 22 ไมล์ (35 กิโลเมตร)
- แหล่งพลังงาน: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกแบบไอโซโทปกัมมันตรังสีหลายภารกิจ ( MMRTG )
- ตำแหน่งที่ตั้ง: Mount Sharp , Mars (ภูเขาสูง 3 ไมล์)
- เครื่องมือวิทยาศาสตร์: 10 เครื่องมือ พร้อมกล้องและแขนหุ่นยนต์
 |
|---|
| ชั้นหินที่มีพื้นผิวขรุขระบนดาว Mars แสดงให้เห็นประเภทของลักษณะทางธรณีวิทยาที่ Curiosity กำลังศึกษาระหว่างภารกิจที่ขยายเวลา |
การทำงานหลายอย่างพร้อมกันแบบมืออาชีพบนดาวอังคาร
ความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการสอน Curiosity ให้จัดการงานหลายอย่างพร้อมกัน ก่อนหน้านี้หุ่นยนต์จะทำกิจกรรมต่างๆ ทีละอย่างตามลำดับอย่างระมัดระวัง ตอนนี้มันสามารถขับขี่ไปพร้อมกับสื่อสารกับดาวเทียมที่โคจรอยู่ ขยับแขนหุ่นยนต์ไปพร้อมกับถ่ายภาพ หรือทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้
แนวทางการทำงานหลายอย่างพร้อมกันนี้ช่วยลดเวลาที่ Curiosity ใช้ในการตื่นและทำงานในแต่ละวันอย่างมีนัยสำคัญ เวลาทำงานที่น้อยลงหมายถึงการใช้พลังงานจากเครื่องทำความร้อนและเครื่องมือต่างๆ น้อยลง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบแบตเตอรี่นิวเคลียร์
แบตเตอรี่นิวเคลียร์: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกจากไอโซโทป (MMRTG) ที่แปลงความร้อนจากการสลายตัวของพลูโตเนียมเป็นไฟฟ้า
การปรับปรุงการจัดการพลังงาน:
- ความสามารถในการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน: ตอนนี้สามารถขับเคลื่อนในขณะที่สื่อสารกับยานโคจรได้ เคลื่อนย้ายแขนหุ่นยนต์ในขณะที่ถ่ายภาพ
- โหมดสลีปอัตโนมัติ: เข้าสู่โหมดสลีปเร็วขึ้นเมื่องานเสร็จสิ้นก่อนกำหนด
- การประหยัดพลังงาน: การประหยัดเวลา 10-20 นาทีต่อกิจกรรมสะสมเป็นจำนวนมากเมื่อเวลาผ่านไป
- อายุการปฏิบัติภารกิจที่ยาวนานขึ้น: ลดการใช้พลังงานรายวันในขณะที่แหล่งพลังงานนิวเคลียร์อ่อนแอลงเรื่อยๆ
การแข่งขันเพื่อเข้าสู่โหมดพักผ่อน
วิศวกรยังได้ใช้สิ่งที่ผู้อ่านที่เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีอาจจำได้ว่าเป็นกลยุทธ์การแข่งขันเพื่อเข้าสู่โหมดไม่ทำงาน เมื่อ Curiosity ทำงานประจำวันเสร็จก่อนกำหนด ตอนนี้มันจะเข้าสู่โหมดพักผ่อนโดยอัตโนมัติแทนที่จะตื่นอยู่จนถึงเวลาที่วางแผนไว้
การเปลี่ยนแปลงที่ดูเหมือนง่ายๆ นี้ได้สร้างการถกเถียงกันบ้างในแวดวงเทคนิคเกี่ยวกับการใช้คำที่แม่นยำในการอธิบายประโยชน์ของการจัดการพลังงาน อย่างไรก็ตาม ผลกระทบในทางปฏิบัติชัดเจน: ทุกๆ 10 ถึง 20 นาทีที่ประหยัดได้ในแต่ละวันจะสะสมเป็นการอนุรักษ์พลังงานที่สำคัญในช่วงเดือนและปี
การจัดการแหล่งพลังงานที่แก่ชรา
หัวใจของการปรับปรุงเหล่านี้แก้ไขความท้าทายพื้นฐาน แหล่งพลังงานนิวเคลียร์ของ Curiosity ผลิตไฟฟ้าได้น้อยลงในแต่ละปีเนื่องจากเชื้อเพลิงพลูโตเนียมสลายตัวตามธรรมชาติ ไม่เหมือนกับหุ่นยนต์พลังงานแสงอาทิตย์ที่อาจติดขัดเมื่อไม่มีแสงแดด หุ่นยนต์พลังงานนิวเคลียร์เผชิญกับการลดลงของพลังงานที่ใช้ได้อย่างคาดเดาได้แต่หลีกเลี่ยงไม่ได้
ทีมวิศวกรจัดสรรงบประมาณพลังงานทุกวัตต์อย่างระมัดระวัง คำนึงถึงการขับขี่ เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ กล้องถ่ายรูป การสื่อสารทางวิทยุ และเครื่องทำความร้อนหลายเครื่องที่จำเป็นเพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้ในความหนาวเย็นสุดขั้วของดาวอังคาร ดังที่ผู้สังเกตการณ์ในชุมชนคนหนึ่งกล่าวว่า ความสัมพันธ์ระหว่างผู้ควบคุมภารกิจและหุ่นยนต์ของพวกเขาได้พัฒนาไปตามกาลเวลา:
มันเหมือนกับว่าหุ่นยนต์วัยรุ่นของเรากำลังเติบโต และเรากำลังไว้วางใจให้มันรับผิดชอบมากขึ้น เมื่อเป็นเด็ก คุณอาจทำสิ่งหนึ่งในแต่ละครั้ง แต่เมื่อคุณเติบโตเป็นผู้ใหญ่ คุณจะเรียนรู้ที่จะทำงานหลายอย่างพร้อมกัน
มองไปสู่อนาคต
มาตรการประหยัดพลังงานเหล่านี้มาในช่วงเวลาที่สำคัญขณะที่ Curiosity สำรวจโครงสร้าง boxwork บน Mount Sharp โครงสร้างหินโบราณเหล่านี้ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยน้ำใต้ดินเมื่อพันล้านปีที่แล้ว อาจมีเบาะแสเกี่ยวกับว่าชีวิตจุลินทรีย์สามารถอยู่รอดในใต้ผิวดาวอังคารได้หรือไม่หลังจากที่พื้นผิวดาวเคราะห์กลายเป็นทะเลทรายแข็งแกร่ง
หุ่นยนต์ได้เดินทางไปแล้ว 22 ไมล์และเอาชนะความท้าทายทางกลไกมากมาย ตั้งแต่การทำงานผิดพลาดของสว่าน ไปจนถึงความเสียหายของล้อ อุปสรรคแต่ละอย่างได้นำไปสู่การแก้ไขปัญหาอย่างสร้างสรรค์ที่มักจะทำให้ Curiosity มีความสามารถมากกว่าเดิม
แม้ว่าบางคนจะกังวลเกี่ยวกับการลดงบประมาณที่อาจส่งผลกระทบต่อโปรแกรมการสำรวจของ NASA แต่ผลผลิตที่ต่อเนื่องของ Curiosity แสดงให้เห็นถึงคุณค่าที่ยั่งยืนของภารกิจที่ออกแบบมาอย่างดี ความสามารถของหุ่นยนต์ในการปรับตัวและพัฒนาตลอดเวลาบ่งบอกว่ามันสามารถค้นพบสิ่งใหม่ๆ ได้อีกหลายปีข้างหน้า อาจแม้กระทั่งทำหน้าที่เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์สำหรับผู้เยือนมนุษย์ในอนาคตที่จะมาดาวอังคาร
ความสำเร็จของการอัปเกรดเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการสำรวจอวกาศไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการส่งฮาร์ดแวร์ที่น่าประทับใจ แต่ยังเป็นเรื่องของความคิดสร้างสรรค์และความทุ่มเทอย่างต่อเนื่องของวิศวกรที่ปฏิเสธที่จะปล่อยให้ระยะทาง เวลา หรือข้อจำกัดทางเทคนิคหยุดพวกเขาจากการผลักดันขอบเขตของสิ่งที่เป็นไปได้บนโลกใบอื่น
อ้างอิง: Marking 13 Years on Mars, NASA's Curiosity Picks Up New Skills