Noordwijk.- El software de navegación destinado a la misión ExoMars 2020 en Marte ha superado una prueba de manejo basada en rover en el ‘Mars Yard’ de la ESA. El vehículo explorador ExoMars de la ESA se desplazará a múltiples ubicaciones y profundizará a dos metros por debajo de la superficie de Marte en busca de pistas sobre posible vida en el pasado.
Una versión a media escala del ExoMars rover, llamado ExoMars Testing Rover (ExoTeR), maniobró cuidadosamente a través de las rocas rojas y la arena del "banco de pruebas de utilización planetaria" de 9 x 9 m, apodado Mars Yard, parte del Laboratorio de robótica planetaria de la ESA en ESTEC en los Países Bajos.
Al calcular cuidadosamente su ruta hacia adelante, ExoTeR avanzó a una velocidad de 2 m por minuto, aún varias veces más rápido de lo que lo haría el vehículo real de ExoMars, que progresará a 100 m por día marciano.
La prueba de dos días del rover fue realizada por ingenieros robóticos de la ESA, a los que se unió un equipo de la agencia espacial francesa CNES en Toulouse. Tienen más de dos décadas de experiencia en navegación autónoma para vehículos planetarios, que culminan en el desarrollo del paquete de software "AutoNav" que conducía.
Durante 2017, ExoTeR se transfirió a ALTEC en Italia, el sitio del centro de monitoreo y control de vehículos móviles de ExoMars, para permitir que el equipo de control entrene con el rover avanzado. En diciembre, el móvil regresó a ESTEC para actualizar su algoritmo de navegación autónomo.
La prueba de navegación siguió, confirmando que el software estaba funcionando bien. ExoTeR ahora ha regresado a Italia, lo que le permite al equipo de control de ALTEC adquirir experiencia trabajando con la funcionalidad adicional de la navegación autónoma.
La enorme distancia de la Tierra a Marte equivale a un retraso de señal de entre cuatro y 24 minutos, lo que hace que el control directo de ExoMars no sea práctico. En cambio, el móvil será capaz de tomar algunas de sus propias decisiones.
"En lugar de enviar trayectorias completas libres de peligros para que las siga el explorador, la navegación autónoma nos permite enviar solo un punto de destino", explica el ingeniero de robótica de la ESA Luc Joudrier.
“El móvil crea un mapa digital de su vecindad y calcula la mejor manera de alcanzar ese punto objetivo. Al mirar el mapa, trata de ubicar el rover en todos estos lugares adyacentes para calcular si el rover estaría seguro en cada una de estas posiciones, o si las rocas son demasiado altas o el terreno es demasiado inclinado.
“Trabajando desde el mapa de navegación local, el móvil calcula el camino seguro hacia la meta y comienza a moverse a lo largo de un segmento del camino calculado, al final del segmento repite el mismo proceso de mapeo para avanzar.
“Es similar a un andar humano. Miramos hacia adelante para decidir hacia dónde vamos, pero a medida que caminamos nos asomamos a nuestros pies y, si es necesario, cambiamos el rumbo para evitar obstáculos. Una vez que hemos elegido un camino sin obstáculos, nos aseguramos de seguir ese camino para mantenernos seguros".
El explorador ExoTeR, al igual que el explorador ExoMars, está equipado con cámaras de navegación estéreo montadas en el mástil para el mapeo de elevación digital. Y a medida que avanza, constantemente verifica su progreso hacia adelante utilizando un par de cámaras en su chasis frontal.
Este seguimiento de movimiento basado en la visión funciona mejor que simplemente medir el giro de las ruedas del rover porque permite a los controladores tener en cuenta cualquier deslizamiento de las ruedas: los rovers en Marte previamente habían sido atrapados en la arena profunda, y el giro continuo de las ruedas podría realmente hundirlos. .
El explorador ExoTeR, completo con software actualizado, ahora está configurado para regresar a ALTEC en Italia, lo que le permite al equipo de control adquirir experiencia con la funcionalidad adicional de navegación autónoma antes de que se complete el software de vuelo de ExoMars.
El software de vuelo final de ExoMars en realidad llevará dos juegos de software de navegación autónoma, con otro desarrollado por Airbus en Stevenage, Reino Unido.
"La combinación debe dar flexibilidad al vehículo móvil", dice Luc. "La idea es que uno podría tener un mejor desempeño en terrenos más difíciles, mientras que el otro podría moverse más rápido en un terreno más fácil".
