رانندگی روی مریخ +تصاویر

پدال نیوز: ناسا از حرفه‌ای‌ها در بازی‌های رایانه‌ای ماشین برای هدایت مریخ‌نوردش استفاده می‌کند

به گزارش "پدال نیوز" به گزارش پدال نیوز، اولین قدم این است که بتوانید خودتان را سالم به آنجا برسانید و روی خاک فرود بیاید. بقیه‌اش زیاد سخت نیست. می‌توانید تمام تست‌هایی که اتومبیل‌های مشهور دنیا در آن شرکت می‌کنند را بگذرانید.

نام عملیات فرود روی مریخ را "7 دقیقه وحشت” گذاشته‌اند؛ فرود روی سیاره‌ای که 53 میلیون کیلومتر از زمین ما فاصله دارد. کپسول‌هایی که "کیوریاسیتی” را در بر گرفته‌اند وارد جو مریخ می‌شوند. امید زمینیان به همین مریخ نورد بسته است و بسیاری چشم‌ها به آن دوخته شده تا بدون دردسر روی مریخ فرود بیاید. اگر کوچکترین اشکالی روی بدهد کیوریاسیتی ممکن است بسوزد یا با برخورد به سطح مریخ متلاشی شود و حاصل ماه‌ها تلاش و برنامه‌ریزی به باد برود. چترهای فراصوتی که 16 متر قطر دارند بر فراز این مریخ نورد باز می‌شوند تا سرعت آن را کم کنند. حتی 4 موتور قدرتمند هم به کار می‌افتند تا به کمک چترها بیایند و به این ترتیب بلاخره مسافرت 8 ماهه کیوریاسیتی پایان یابد.

با نشستن کیوریاسیتی باری که به آن سپرده شده است و بیش از 5/2 میلیارد دلار ارزش دارد روی خاک سرخ تخلیه می‌شود. در این لحظه کندوکاو روبات هزار کیلوگرمی، که نتیجه سال‌ها تحقیق و زحمت است در یک صحرای غریب و بی‌آب و علف که شباهت چندانی به زمین ندارد آغاز می‌شود تا شاید در روزهای پیش رو چیز تازه‌ای از مریخ به ما بگوید؛ سیاره‌ای که شاید تنها امید انسان برای مهاجرت و تحقق حیات در کهکشان باشد.

پس از یک سرهم ‌بندی اساسی، کیوریاسیتی به شکل رفیق راهنورد ما که مارتین نام دارد و تقریبا به اندازه یک رنج روور است در می‌آید. این ماشین 6 چرخ دارد، بدنه‌اش از جنس ورقه‌های تیتانیومی است که روی هم حدود نیم متر ضخامت دارند. این بدنه و چرخ‌ها به وسیله یک سیستم فنربندی تارعنکبوتی به شاسی ماشین وصل شده‌اند. در جلوی ماشین یک دست روباتیک قرار دارد. این دست یکی از 10 ابزار پیشرفته‌ای است که به مارتین در کارهایش کمک می‌کنند. این دست به وسیله سیستم مرکزی ماشین هدایت و تغذیه می‌شود.

دوربین‌های پیشرفته‌ای روی آن نصب شده است که دقت بسیار بالایی دارند به طوری که می‌توانند جسمی به ضخامت موی سر انسان را بزرگ‌نمایی کنند. یک لیزر بسیار قدرتمند به دست مارتین داده‌اند که با تابشش می‌تواند اجسامی به قطر 7 متر را خرد کند. با این کار حس‌گرها و دیگر لوازمی که روی مارتین قرار دارند می‌توانند جنس اتم‌های آن ماده را تشخیص بدهند.

مارتین همه این فعالیت‌ها را که نیاز به انرژی بالایی دارند با اتکا به یک باتری پلوتونیومی انجام می‌دهد. این باتری پلوتونیومی با متلاشی کردن مواد رادیواکتیو، حرارتی را که از این محل حاصل می‌شود می‌تواند به الکتریسیته تبدیل کند و در اختیار قسمت‌های مختلف روبات قرار دهد.

وظیفه مارتین این نیست که مانند مریخ‌نورد قبلی در دریاهای یخی این سیاره به دنبال میکروب‌ها بگردد. بلکه ماموریتی اساسی‌تر به آن سپرده شده است؛ اینکه ببینید آیا چیز زنده‌ای در مریخ وجود دارد یا نه! شاید اگر اینطور نبود، کارمندان این بخش از ناسا هم مانند همکارانشان در بخش پرتاب موشک‌ها از شغل‌شان خسته و دل‌زده می‌شدند.

یک تیم 16 نفری از راننده‌ها در ناسا نشسته‌اند و فعالیت‌های مارتین را روی مریخ، دقیقا کنترل و بررسی می‌کنند. شاید تیم‌های فرمول یک هم انقدر پرتعداد نباشند! در مریخ طول روز و ساعت‌ها، همه چیز با زمین متفاوت است و اعضای این تیم باید در شیفت‌های مختلف با زمان‌بندی که بر اساس وقت مریخ انجام شده است کار کنند. در واقع آنها در دفترشان در ناسا یک ماشین کنترلی فوق پیشرفته را هدایت می‌کنند. البته یکی از بزرگترین مشکلات این کار تاخیر 13 دقیقه‌ای است که در ارسال و دریافت پیام‌ها و تصاویر بین زمین و مریخ وجود دارد. 13 دقیقه تاخیر زمان کمی نیست و ممکن است این مقدار باعث شود وقتی در زمین تصاویر را می‌بینند برای اتخاذ خیلی از تصمیم‌ها دیر شده باشد.

مت هِوِرلی، یکی از راننده‌های کیوریاسیتی می‌گوید: "وقتی ویدیو به شما می‌رسد و شما می‌بینید یک صخره سر راه ماشین است برای فشار دادن کلید توقف خیلی دیر شده است!” او ادامه می‌دهد: "معقول‌ترین راه حل برای این مشکل آن است که همه حرکت‌ها را قدم به قدم و از روی یک پلان انجام دهید. مثلا دستور یک متر حرکت به جلو و چرخش به راست را بدهید. بعد دوباره تصاویر را ببینید و یک قدم دیگر حرکت کنید.” البته این کار بسیار مطمئن‌تر از این است که بی‌مهابا جلوبروید ولی در عوض وقت و انرژی بسیار زیادی از کسانی می‌گیرد که مارتین را کنترل می‌کنند.

مت و هم‌تیمی‌هایش روز دوبار به طور مفصل با مریخ‌نورد صحبت می‌کنند: یک بار صبح‌ها که انبوهی از دستورالعمل‌ها را به آن منتقل می‌کنند و یک بار بعدازظهر که کیوریاسیتی گزارش همه فعالیت‌ها و داده‌هایی که به دست آورده است را به زمین ارسال می‌کند. مت هورلی می‌گوید: "بعد می‌رود و می‌خوابد! چون شب برای کار کردن در مریخ خیلی سرد است! در حالی که او استراحت می‌کند ما برنامه روز بعدش را تدوین و مرتب می‌کنیم تا صبح فردا برایش بفرستیم.”

همین چند روز پیش آنها صحنه نه‌چندان خوشایندی از کیوریاسیتی دریافت کردند. در عکس ساه و سفید که البته وضوح بالایی داشت وقتی آنها دقیق شده بودند و قسمت‌های مختلف ماشین را بررسی می‌کردند یک شیار نسبتا بزرگ در یکی از چرخ‌های عقبی مارتین پیدا کردند. این شیار در اثر فعالیت‌های همان روز ایجاد شده بود. در گزارش عصرانه کیوریاسیتی هم پیامی وجود داشت که از وجود مشکل در یکی از قسمت‌ها حکایت می‌کرد که مربوط به همین شیار بود. مت می‌گوید: "پس از اینکه اطلاعات کاملی از مشکل ایجاد شده جمع و دسته بندی شد، گروهی که مسئول این موضوع بودند جلسه‌ای تشکیل دادند تا ببینند این قسمت نیاز به تعمیر فوری دارد یا می‌شود مدتی از آن استفاده کرد.”

درست است که مارتین هر روز ساعت‌های زیادی را مشغول کار است ولی مسافتی که او در هر روز طی می‌کند چندان زیاد نیست. مت هورلی می‌گوید حداکثر سرعتی که این ماشین حین حرکت پیدا می‌کند کمتر از 161 متر در ساعت است. البته او توانایی سریع‌تر از این بودن را دارد ولی در آیین‌نامه کلی که برای فعالیت‌های او تنظیم شده است کیوریاسیتی مجاز نیست سریع‌تر از 1/0 مایل در ساعت حرکت کند. بنابراین این ماشین بر اساس قوانین شبه استاتیک طراحی شده است و از این بابت با ماشین‌های معمولی که ما می‌شناسیم متفاوت است. بنابراین سیستم فنربندی‌اش هم مانند دیگر ماشین‌ها استهلاک چندانی ندارد. بنابراین مهندسی این ماشین را نمی‌شد به مهندسان ماشین‌های سواری سپرد چون حرکت‌های این ماشین از قوانین فیزیکی دیگری تبعیت می‌کند. عده‌ای از نخبگان ناسا این ماشین را با اتصالات و مفاصل پیچیده‌اش برای راه رفتن روی خاک و در شرایط جوی خاص مریخ طراحی کردند تا بتواند حتی از روی صخره‌های نیم متری عبور کند.

در قسمت بالایی این ماشین که مانند سرش می‌ماند مغزی پیچیده و پیشرفته قرار دارد که از دسته‌ای پردازشگر تشکیل می‌شود. بخش عمده‌ای از این پردازشگرها مسئول دریافت تصاویر و اطلاعات از حس‌گرها، تحلیل ناهمواری‌های مسیر پیشِ رو و نهایتا واکنش به وضعیت مسیر است، که البته لند روور هم سیستمی شبیه به این در ماشین‌هایش نصب کرده است! که البته از این خیلی ابتدایی‌تر است؛ بلاخره آن لند روور است و این ناسا! پیام‌هایی که بین بخش‌های مختلف مغز کیوریاسیتی رد و بدل می‌شود بسیار دقیق و کامل هستند به طوری که کوچکترین عبارت‌هایی که فرستاده می‌شود شامل 4 هزار پارامتر و عدد است که موضوعی را با ذقت و جزئیات زیاد توضیح می‌دهد.

البته مارتین از مدت‌ها قبل برای راه رفتن روی خاک مریخ تعلیم داده شده است ولی واقعیت این است که مجموعه مواد تشکیل دهنده خاک مریخ که چرخ‌های مارتین روی آن می‌چرخد در زمین غیرقابل بازسازی است. با توجه به اینکه سطح مریخ پر از چاله، تپه و شیارهای مرگبار است، حس‌گرهای زاویه‌ای کیوریاسیتی مدام زیر پای این ماشین را چک می‌کنند. همه اطلاعاتی که از حس‌گرها و دوربین‌ها به مغز کیوریاسیتی می‌رسد در کنار اطلاعاتی قرار می‌گیرد که اجزای خود ماشین مخابره می‌کنند و شامل سرعت، چگونگی حرکت، جهت و وضعیت اجزای مختلف ماشین است. اگر ماشین با وضعیتی غیرعادی یا پیش‌بینی نشده روبه رو شود، مثلا یک مانع بزرگ در برابرش قرار گیرد همه فعالیت‌هایش را مطلقا متوقف می‌کند و پیش از ادامه حرکت برای کسب تکلیف با زمین تماس می‌گیرد.

مت هورلی می‌گوید: "ما محدودیت‌های متعددی وضع کرده‌ایم و قوانین دقیقی برای ذهن ماشین نوشته‌ایم تا کارایی‌اش را بالا ببریم و از به خطر افتادن آن جلوگیری کنیم.” دوربین‌های این ماشین مدام عکس‌های باکیفیتی از دنیای مریخ برای ما می‌فرستند. کسی اگر عکس‌ها را ببیند بعید است بگوید که تلاش‌های ما بی‌ثمر مانده است.” البته چیزی که فعلا فقط ما در اینجا به آن دسترسی داریم صدای استریو و تصویر سه‌بعدی از فضای مریخ است که واقعا اگر کسی ندیده باشد نمی‌شود برایش تعریف کرد. در عکس تخت سخت است قضاوت کنیم که افق در مریخ چقدر می‌تواند دور باشد یا پستی و بلندی‌ها دقیقا چه نسبتی با هم دارند.

با اضافه کردن ابعاد بیشتر و استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌ساز راننده‌هایی که در ناسا مسئول کنترل کیوریاسیتی هستند مسیر و عوارض زمین را بررسی می‌کنند و بهترین راه‌ها را برای ماشین انتخاب می‌کنند. هر چیزی که کوتاه‌تر از 25 سانتی‌متر باشد اصلا جای نگرانی ندارد ولی تخته‌سنگ‌های بزرگ و زمین نرم می‌تواند مارتین را در دام خودش اسیر کند. برای پیشگیری از این اتفاقات ناسا حرفه‌ای‌های دنیای بازی‌های رایانه‌ای را استخدام کرده است تا با دیدن ویدیوهای شبیه‌سازی شده که دقیقا مانند بازی‌های کامپیوتری هستند، برای هدایت مارتین به آنها کمک کنند. شاید برای شما هم عجیب باشد که بدانید تعدادی از کسانی که در بازی‌های اتومبیل‌رانی و همینطور بازی‌های استراتژیک در دنیاهای خیالی مثل "World Of Warcraft” خبره بودند برای همکاری به ناسا دعوت شده‌اند!

وقتی دستوری صادر شد، این فرمان با سرعت نور به سمت مریخ به راه می‌افتد و ممکن است این وقتی باشد که مت محل کارش را ترک می‌کند و به خانه می‌رود تا بچه‌های کوچکس را بخواباند!‌ او که عاشق روبات‌های متحرک و شبیه ماشین است می‌گوید: "وقتی سر کار نیستم خیلی عذاب آورد است چون همه‌اش فکر می‌کنم اگر الان یک اتفاق منتظره بیافتد چه باید کرد.” مانند همه ماشین‌های دیگر مارتین هم به مکانیک و تعمیرات نیاز دارد. تشخیص دادن و برطرف کردن عیوب این ماشین هر کدام به مهارت بسیار بالا نیاز دارد. چون در مریخ مکانیکی نیست و باید با حداقل امکانات و حداکثر مهارت ماشین را تعمیر کرد. همه چیز وقتی بدتر می‌شود که بخواهید تفاوت جاذبه در مریخ را هم در همه محاسبات و فعالیت‌هایتان منظور کنید.

برای فیلم‌برداری از خود کیوریاسیتی از تکنولوژی‌هایی استفاده کرده‌اند که ابتدا در هالیوود اختراع شده بود. البته این سیستم خطراتی هم ایجاد می‌کند. مت هورلی می‌گوید: "بلاخره چاره‌ای نیست. بعضی ریسک‌ها را باید پذیرفت. فراموش نکنیم که همیشه در تاریخ اکتشاف و کنجکاوی کردن با خطر همراه بوده است.” مت می‌گوید: "بحث یک روز و دو روز نیست. کیوریاسیتی باید 2 سال روی مریخ کار کند. فکرش را بکنید روی همین زمین اگر یک ماشین ساده داشته باشید در طول دو سال چقدر به رسیدگی نیاز دارد. این یکی که هم پیچیده‌تر است و هم در محیطی نا آشنا فعالیت می‌کند. هیچ کس یا چیزی هم آنجا نیست که برای تعمیرات و نگهداری ماشین از آن استفاده کنیم. بزرگترین مشکل ما این است که نمی‌توانیم یک مکانیک به مریخ بفرستیم.”