какая задержка в управлении марсоходом

Какая задержка в управлении марсоходом

Альманах эпохи гипертекста

Марс – а вместе с ним и марсоход Curiosity – сейчас находится примерно в 200 миллионах километрах от нас, что делает управление марсоходом не самой простой задачей в галактике.

Команда специалистов из лаборатории реактивного движения ( JPL ) неотступно следит за передвижениями ровера. Трехмерную модель аппарата помещают в виртуальную среду на основе полученных с помощью спутника самых свежих снимков – и прорабатывают его поведение на «дороге». Вероятно, это самый дорогой симулятор – очки для просмотра в 3D прилагаются.

Напряжение испытателей – как у любителей компьютерных гонок. Но управлять марсоходом гораздо сложнее и намного ответственнее. Прежде всего, из-за задержки в 14 минут между снимком, переданным на Землю, и реальным положением аппарата. Поэтому даже управление «в реальном времени» означает передвижение вслепую. Кроме того, данные каждого движения Curiosity необходимо проанализировать и перепроверить, а иногда и экстренно изменить его путь – это задача инженеров, управляющих марсоходом.

Поэтому весь маршрут тщательно прорабатывается и программируется, пока машина находится в спящем состоянии – и пересылается ей, когда на Марсе наступает утро. И до первой пересылки данных со спутника на наземную станцию – через 8–10 часов – никто не знает, насколько успешно марсоход справился с маршрутом.

Несмотря на то, что встроенный автопилот предотвращает опасные ситуации, одно неверное движение – и манипулятор врежется в мачту, на которой закреплены камеры; или марсоход свернет не туда. Но представьте – каково перемещать «руку» из пяти подвижных элементов и общей длиной в 2,1 метра, увенчанную камерами и другим оборудованием! Программистам необходимо мастерски вписать все сложные маневры в строки системного кода. По словам ведущего инженера Мэтта Робинсона, наиболее трудное действие (с точки зрения программиста) – взять образец марсианской почвы, провести «руку» над корпусом аппарата и аккуратно опустить собранный материал в крохотное – шириной в 1 дюйм – отверстие, по которому он попадет в химическую лабораторию внутри марсохода.

Подпишитесь на рассылку «Записки архивариуса» о науке и жизни.

Источник

Как управлять марсоходом

Немногим более года назад мне повезло: я стал частью команды ученых и инженеров, ответственной за управление марсоходом «Кьюриосити». С тех пор я узнал МНОГО нового о марсоходах. Но еще больше только предстоит узнать. «Спирит», «Оппортьюнити», «Кьюриосити» и «Персеверанс» — одни из самых сложных и в то же время надежных роботов, когда-либо созданных человеком. В то же время инструменты и методы, которые применяются для управления марсоходами, достаточно просты в освоении и доступны пониманию. И это хорошо, поскольку 18 февраля «Персерванс» опустится на поверхность Марса, после чего его отправят на изучение планеты. Сейчас моя задача — рассказать о том, как управлять марсоходом. Когда новый ровер прилетит на Марс, вы уже будете понимать, что происходит и как все это работает.

Большая часть этой статьи — изложение моего опыта управления «Кьюриосити». Имейте в виду, что «Спирит» и «Оппортьюнити» во многом похожи в этом плане на своего «наследника». Для управления «Персерванс» будут использоваться те же технологии и методы, так что слишком значительных отличий нет.

Основы

Главное, что нужно знать, — Марс от нас очень, очень далеко. Радиосигнал, отправленный с Земли, достигает поверхности Марса через 22 минуты. Поэтому управление в режиме реального времени — не вариант. Кроме того, «Кьюриосити» получает информацию с Земли раз в день. Все остальное время он предоставлен сам себе. При этом о какой-либо автономности речь не идет: у марсохода ограниченный набор действий, которые он может выполнять самостоятельно. Большая часть того, что делает ровер, запланировано и прописано в памяти устройства еще на Земле.

Конечно, есть и парочка исключений: некоторые проблемы марсоход должен уметь решать самостоятельно. Но большинство таких решений» — остановка и ожидание инструкций с Земли в ответ на какой-либо внешний фактор. Определенной степенью автономности обладает Aegis — система, которая может самостоятельно выбрать кусок породы, в который «Кьюриосити» должен «выстрелить» лазером.

Смотри под ноги

Главная задача оператора ровера — обеспечить его безопасность на протяжении всего пути на Марсе. Поэтому надо тщательно оценивать все возможные варианты своих действий. У марсоходов НАСА есть несколько камер, благодаря которым ровер формирует «картинку», как бы увиденную глазами человека. Есть также hazcams, «камеры опасности», которые оценивают наличие проблем поблизости, а также navcams — навигационные камеры, оценивающие дорогу впереди. Есть еще и другие камеры, которые, правда, по большей части используются для выполнения научных задач, поэтому я воздержусь от описания принципа их работы.

В большинстве случаев для визуальной оценки участка пути ровера используются как раз navcams. Изображения, получаемые ими, можно посмотреть в качестве объемной «картинки» на Земле. В НАСА разработали специализированное ПО, которое предназначено для визуализации окружающей ровер местности и для создания виртуальной модели ровера и участка ландшафта вокруг него. Эта виртуальная модель используется для тестирования планируемых операторами действий. Если эмуляция прошла хорошо, команды можно отправлять на Марс. Таким образом, ученые избавляют себя от возможных негативных последствий отправки непроверенной команды.

Вот как выглядит эмуляция движения ровера после того, как модель полностью готова. Серые области — участок Марса, по которому роверу предстоит проехать в ближайшем будущем. Оранжево-коричневые линии — это, собственно, путь ровера. В день моделируется около 30 метров поверхности, камеры просто не могут собрать больше информации, поэтому марсоход проезжает именно столько.

А вот наложение смоделированного пути ровера на реальные снимки, полученные навигационными камерами.

При планировании движения марсохода нужно учитывать несколько важных моментов. Например, размер объектов, встречающихся по пути. Максимальный размер, с которым может справиться ровер, — около 50 см. Все, что больше, нужно обогнуть. Песок (это не совсем песок, но будем называть его так) тоже желательно огибать: если его много, ровер может застрять. Даже небольшие куски породы представляют собой опасность, так как их острые края повреждают колеса ровера.

Быстро, не очень или медленно?

После того как ученые определились с направлением движения, нужно понять, как именно двигаться. Есть три режима: слепой режим, визуальная одометрия и autonav.

Слепой режим — самый простой способ движения из возможных. Марсоход в этом случае будет следовать инструкциям, присланным с Земли, и не обращать ни на что внимания. В идеале это отличный метод управления марсоходом, но условия на Марсе далеки от идеала. Зачастую внешние факторы влияют на продвижение к цели. Это может быть, например, скольжение колес по поверхности, так что марсоход вместо того, чтобы продвинуться на 10 метров, продвигается на 9 или даже 5.

Отличный способ понять, что такое слепое управление, — закрыть глаза и попробовать пройти по определенной траектории. Например, 7 метров вперед, затем повернуть на 30 градусов налево и пройти еще 4 метра. Мы в этом случае вообще не представляем, что происходит вокруг, и не адаптируемся к меняющимся условиям.

В целом, слепое управление — не лучший вариант, но он позволяет марсоходу двигаться быстро, поскольку системе не нужно останавливаться для того, чтобы сделать снимки. На максимальной скорости марсоход может проехать на длину футбольного поля всего за час. Но этот вариант выбирается только в том случае, если вокруг нет потенциально опасных объектов.

Визуальная одометрия применяется операторами чаще. В этом случае марсоход останавливается через каждый метр для того, чтобы сделать снимок грунта камерами. Бортовой компьютер затем оценивает изображение, сравнивает его с предыдущим и пытается понять, что изменилось вокруг, включая местоположение марсохода. Затем компьютер отправляет новые навигационные команды, позволяющие держаться запланированного пути.

Этот способ похож на предыдущий, только в процессе продвижения каждые пару шагов нужно останавливаться, чтобы открыть глаза и оглядеться.

Визуальная одометрия — баланс между скоростью и точностью движения. Метод крайне важен, поскольку помогает обнаружить препятствия на пути ровера и избежать их.

Автонавигация, или autonav, — наиболее технологически совершенный метод. Его можно сравнить с использованием беспилотника в автомобиле. Задаем общую цель и ровер сам ищет безопасный и быстрый путь к цели. Марсоходу приходится останавливаться через каждый метр, чтобы оценить обстановку при помощи камер. Но вместо того, чтобы сделать один снимок при помощи навигационных камер, марсоход задействует и hazcams. Затем бортовой компьютер объединяет всю эту информацию, формируя «карту опасности». Проблемные места отмечены красным цветом, места, где ситуация не столь плачевна, — желтым, а максимально подходящая для продвижения роутера местность отмечается зеленым цветом.

Это самый медленный вариант продвижения для марсохода. Если в идеальной ситуации ровер может пройти на длину футбольного поля при помощи слепого метода, как говорилось выше (это примерно 100 м), то в случае автономного режима в идеальных условиях марсоход пройдет всего 30 метров.

При этом ровер не умеет обнаруживать песок или острые камни, так что метод используют только тогда, когда местность абсолютно безопасна.

Чего можно ждать от «Персеверанс»?

НАСА ожидает, что новый марсоход опустится на поверхность планеты уже 18 февраля. После этого, надеюсь, он начнет продвижение по Марсу. Все, о чем я говорил выше, относится и к новому марсоходу, но у него больше возможностей. Например, он сможет двигаться минимум в два раза быстрее «Кьюриосити»: у бортового ПК больше вычислительных ресурсов и улучшенные алгоритмы обработки данных. Навигационные камеры робота цветные, они получают изображения большего, нежели у «Кьюриосити», разрешения. Кроме того, колеса у ровера толще, чем у предшественника, и другой рисунок протекторов. Ученые считают, что колеса будут меньше повреждаться.

Одна из важнейших задач для марсохода: сбор и хранение образцов для возвращения на Землю. От успеха этой миссии зависит очень многое. И теперь, когда ровер начнет двигаться, вы будете понимать, что и как обеспечивает это движение.

Примечание: Эван Хильгеманн (Evan Hilgemann) — инженер-механик из Лаборатории реактивного движения НАСА (Jet Propulsion Laboratory или JPL).

Источник

Водитель марсохода Curiosity отвечает Хабру

Это свершилось! Долгожданные ответы «водителя» MSL Curiosity на вопросы, которые ему задал Хабр. Паоло Беллутта работал еще с Opportunity и Spirit, поэтому у него богатый опыт, а главное он не стесняется о нем рассказывать.

Этот замечательный перевод осуществлен Singerofthefall. Текст Паоло прислал объемный, так что мы разделили ответы напополам, и вторую часть опубликует сам переводчик. Поэтому можете его поблагодарить сейчас, а сможете и позже, когда он закончит работу над второй частью и выложит ее.[1]
[1]В квадратных скобках примечания переводчика.
Полный английский текст я выложил на гуглодоке и кто желает, может обратиться к нему, но, поверьте, в этом нет необходимости ибо перевод отличный.

Итак, начнем наше интервью:

В: Каков ваш рабочий график?
О: После первых 90 дней, в течение которых мы жили по Марсианскому времени, мы перешли на обычное расписание. Обычно рабочий день продолжается с 8 утра до 8 вечера по Тихоокеанскому Стандартному Времени (PST). Работаем мы каждый день, включая субботу и воскресенье, но отдыхали, например, на День благодарения и Рождество. Перед праздниками мы заранее приготовили команды на несколько дней вперед, так что нам удалось побыть дома, а вот роверу пришлось работать без перерыва. Скоро мы перейдем на 6-дневную рабочую неделю, а после противостояния Марса [момента, когда Солнце оказывается точно на линии между Землей и Марсом, будет в апреле] перейдем, скорее всего, на обычную пятидневную. Хотя ровер по-прежнему будет работать каждый день, у него[1] выходных нет 🙁

[1][Паоло отзывается о марсоходе в женском роде — she — видимо по аналогии с кораблями, к которым в английском языке тоже применяют это местоимение. Хотя сейчас они ее уже практически одушевляют и относятся не как к кораблю, а как к девочке 🙂

Двери лифта в JPL NASA.

Поскольку для русской аудитории это непривычно, я буду использовать местоимение «он» — марсоход]

В: Как проверяется/отлаживается код для программы движения на следующий день? Сколько людей проверяют код перед отправкой? Применяются ли эмуляторы для проверки программы движения перед отправкой на марсоход? Что делают, если находят ошибки в отправленной программе движения?
О: Замечательные вопросы! Для подготовки команд мы используем программное обеспечение, специально разработанное для этих целей в JPL. У нас есть специализированный редактор под названием RoSE (Robot Sequence Editor — редактор последовательностей [действий] робота), который находит самые простые ошибки — опечатки в названиях команд, ошибки диапазона значений параметров, и так далее. К редактору подключен симулятор, который называется Hyperdrive. Он получает изображения, которые были сделаны в предыдущие Солы, и показывает трехмерное изображение окружающей ровер местности. Потом симулятор получает список команд и показывает, что будет делать марсоход, и как он будет взаимодействовать с окружением. Также можно симулировать базовую телеметрию, например, местоположение и направление.

Для наиболее важных заданий, таких как сверление с помощью манипулятора, мы иногда используем опытный образец.

Когда нам кажется, что набор команд не содержит ошибок, мы передаем его для проверки другим водителям. Обычно в каждую смену работает по крайней мере три человека (специалист по вождению, специалист по использованию роботизированной руки и специалист по использованию инструментов), но иногда остается больше людей, и они все проверяют подготовленные команды. Во время смены у нас также проходят пять формальных проверок, которые проводятся группой из дюжины человек, причем не все из них — водители марсохода, так как во время ежедневной работы нам приходится задействовать различные инструменты, и нужно убедиться, что ни одна из команд не может повлечь за собой отказ оборудования, или, чего доброго, повреждение ровера. У нас также есть ПО для дополнительной проверки команд, и длинный список вещей, которые каждый раз нужно проверять.

Мы стараемся не совершать ошибок, но иногда они случаются, и довольно большая часть ПО на ровере должна проверять, что команды не бессмысленны, и что мы не пытаемся сделать какую-нибудь глупость вроде выстрела из лазера в сам марсоход. Так что, если даже мы и совершим ошибку здесь, на Земле, ровер на Марсе обнаружит ее.

В: Как проходит тестирование на земле (есть ли копия марсохода в пустыне на родной планете?)
О: У нас есть два аппарата. Первый называется VSTB (Vehicle Surface Testbed), и на него установлено все оборудование, включая камеры и руку, поэтому мы можем управлять им в точности так же, как и ровером на Марсе. Каждый раз, когда нам нужно обеспечить особую надежность программы, мы используем его. Вот тут — photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA15876 — есть его фото. Второй аппарат, который называется «пугало» (Scarecrow), оборудован только колесами и двигателем. Мы используем его для тестирования перемещения по различным типам поверхностей.

У нас в JPL также есть два полигона, один из них — в здании, называется он In-Situ Instrument Laboratory:

А другой — на открытом воздухе — Mars Yard, там мы можем провести больше тестов на движение.

(на 0:33 в кадре Паоло мелькает — кабель подтаскивает)

В мае 2012, перед посадкой ровера, мы отвозили Пугало в пустыню около Долины Смерти в Калифорнии, чтобы проверить, как он поведет себя на песке, так как нас беспокоило, что ровер мог приземлиться на песчаные дюны.

В: На чем тренируются программисты?
О: Мы учим друг друга. У кого-то есть опыт в управлении, кто-то помогал создавать ровер, кто-то участвовал в написании ПО. Поверьте, все это требует большого опыта и практики.

В: Планируется ли после выполнения ровером Curiosity всей запланированной программы исследований предоставить часть ресурсов и времени ровера (если на тот момент он будет работоспособен) в распоряжение студентов, для выполнения обучающих научных экспериментов?
О: На самом деле, над этой миссией работает огромное количество ученых и студентов различных университетов. Их задача — решать, какие эксперименты нам стоит провести, и следить за ходом их выполнения. Честно говоря, я не думаю, что мы когда-нибудь вообще закончим все наши эксперименты, так как их список постоянно пополняется — как только мы находим ответ на один из вопросов, у нас тут же появляются 10 других!

В: Есть ли в планах NASA посещение ровером мест посадки предыдущих аппаратов для исследования Марса? Большинство из них уже вышло из строя, но было бы интересно установить истинную причину на месте. Тем более фотографии этих некогда легендарных аппаратов имели бы очень высокую эстетическую, да и материальную ценность.
О: На настоящий момент, наша главная цель заключается в том, чтобы исследовать настолько большую часть планеты, насколько это вообще возможно, так что возвращаться туда, где мы уже побывали, было бы не очень полезно, даже если мы вернемся с бОльшим количеством инструментов. Понять причину, по которой наши старые роботы вышли из строя — задача все же менее важная, чем собрать новые научные данные. Так что, хоть я и разделяю ваше желание снова увидеть эти аппараты, я не думаю, что это случится в ближайшем будущем.

Вообще, задержка перед получением данных обычно еще больше, так как мы передаем сигнал через спутники Mars Odyssey и Mars Reconnaissance Orbiter. Обычно на то, чтобы получить с роверов данные, уходит не менее нескольких часов.

В: Есть ли какой-то инструмент или устройство, которого очень не хватает на «Кьюриосити» в вашей работе?
О: Больше научных приборов, более мощный компьютер, больше места для хранения данных, больше возможностей для их передачи, больше энергии, камеры более высокого разрешения, мачту повыше…

В: Бывали ли случаи, когда вы написали программу на день, но уже во время её исполнения, становилось ясно, что в работу программы закралась не критичная ошибка, которую уже поздно исправлять, а если не поздно то, как вы её исправляете?
О: Разумеется! На MER мы находили некоторые баги через годы после посадки. Один из критических багов был найден на марсоходе Spirit на 18й Сол, а другой мы нашли и вовсе в 2007 году, когда объезжали Кратер Виктория. У нас есть команда специалистов (включая и меня самого), которая анализирует телеметрию ровера. Каждый раз, когда мы находим нечто, что кажется нам странным, мы идем на тестовый стенд и пытаемся воссоздать условия и посмотреть, проявится ли проблема. Когда мы находим причину, мы можем либо изменить один из нескольких тысяч параметров ПО, либо отправить патч, который представляет собой небольшой кусок кода, призванный решить проблему. Ну и, очевидно, после того, как проблема решена, мы стараемся избегать условий, в которых возможно ее повторение.

В: Что является самым трудным в вашей работе?
О: Ну, помимо всей бумажной волокиты, которая является частью процесса управления Curiosity… 😉 Очень тяжело представлять себе всевозможные проблемы. Конечно, у нас есть огромный опыт управления ровером на Марсе, но нам все равно приходится всегда быть настороже, на тот случай, если что-то пойдет не так. Например, когда мы перемещаем ровер, мы всегда стараемся оставить хотя бы один путь, по которому в случае необходимости он точно сможет вернуться назад. Мы также стараемся избегать действий, которые, пусть даже с очень малой вероятностью, могут привести к катастрофическим последствиям.

В: Какие у Вас происходили курьёзы или нестандартные ситуации?
О: Один из самых забавных случаев произошел в 2006 году во время работы MER. Вообще, эта миссия была рассчитана всего на 90 Солов, и когда писался софт, на хранение номера Сола отвели всего три разряда. По мере того, как приближался 999й Сол, мы подготовили обновление ПО, и загрузили новую версию на марсоходы. Это была титаническая работа — у нас целый год заняло написание обновления и тестирование, плюс понадобилось несколько месяцев, чтобы загрузить обновление на роверы. Новое бортовое ПО [2] также потребовало изменений в наземном ПО [3], так как было несовместимо с его старой версией. Поэтому нам было необходимо перезагрузить оба ровера в один и тот же Сол, чтобы не получилось так, что один из них уже работает на новом ПО, а другой — все еще на старом. Итак, этот день наконец настает. Spirit’у выпадает честь перезагружаться первым, мы посылаем команду на перезагрузку с новым ПО, ровер присылает ответ, все здорово. Opportunity в это время находится на другой стороне планеты, и нам приходится ждать 12 часов перед тем, как мы сможем отправить ему нужную команду. И прямо перед этим, бэкбон [магистральная линия связи] в JPL отключается, а без него мы не можем передать команды от наших серверов на станцию DSN [Deep Space Network]. Итак, время на исходе, а бэкбон все еще не работает. Что же делать?! К счастью, у одного из компьютеров в центре управления была прямая линия со станцией DSN (в Канберре, кажется), а еще у этого компьютера был… floppy-привод! К счастью, у одного из компьютеров MER также есть floppy-привод, но у кого в 2006 году найдется дискета? Но ничего другого не оставалось, и мы начали бегать по всей лаборатории в поисках дискеты. Дискету мы в конце концов нашли в каком-то забытом ящике стола, быстро ее переформатировали, скопировали команды, и побежали в центр управления, чтобы их отправить. В конце концов, у нас даже осталось две минуты в запасе!

[2][Паоло использует термин flight software, котороый в авиации и космонавтике обычно означает «ПО управления полетом». В данном случае имеется в виду та часть ПО, которая находится на самом ровере.]
[3][Паоло использует термин ground software, и имеет в виду ту часть ПО, которая используется на Земле]

В: Сколько всего людей управляют марсоходом?
О: Ну, это зависит от того, что вы понимаете под словом «управляют». Сейчас у нас есть 16 водителей, но команда людей, которые управляют различным оборудованием (камерами, SAM, CheMin, ChemCam. ) насчитывает, как мне кажется, почти 100 человек.

В: Есть ли на марсоходе встроенная «защита от дурака»?
О: Знаете, как говорят — не может быть полной «защиты от дурака», так как дураки слишком изобретательны.

В: Если запрограммированное движение руки-манипулятора может снести например какую-нибудь антенну или просто врезаться в корпус марсохода, то будет ли такая программа заблокирована автоматически (к примеру после проверки на компьютерной модели), или же за этим приходится следить вручную?
О: ПО ровера проверяет, не могут ли какие-либо его части столкнуться с другими, так что в этом случае команда просто не будет выполнена, будет сгенерирована ошибка, и ровер остановит манипулятор. Если какая-либо из последующих команд зависит от положения манипулятора (например, выстрел из лазера), то эти действия также не будут выполнены.

Но даже учитывая, что этот софт защищает ровер, мы все равно дважды (и трижды, и четырежды) проверяем, чтобы этого не могло произойти. Мы также стараемся удостовериться, что такое не может случиться даже если манипулятор, или другие части ровера, окажутся не совсем там, где должны. Иногда предсказать точные условия на Марсе невозможно. Конечно, у нас есть камеры, и 3D-карта местности, но эти данные всегда могут содержать неточности, связанные с погрешностями измерения. Поэтому нам нужно убедиться, что запрограммированные действия будут выполнены безопасно даже если погрешность окажется достаточно высокой.

В: Как устроена связь с марсоходом? Какие антенны/модемы используются для этого? Какие низкоуровневые протоколы? Как протоколы высших уровней справляются с ошибками при передаче информации?
О: Мы посылаем команды с Земли прямо на антенну ровера, которая называется HGA (High Gain Antenna), используя одну из DSN-станций. Связь идет в X-диапазоне (7-8гГц). Вот в этом PDF вы сможете найти всю информацию, которую только сможете себе представить.

Данные, которые ровер собирает за день посылаются обратно с помощью антенны UHF [4] — она выглядит как черный цилиндр справа от RTG [черная она у наземной копии, а на Марсе она в серебристой фольге, RTG — это РИТЭГ, Прим Zelenyikot] — на один из спутников (MRO или ODY), после чего спутники передают данные на DSN-станции (снова в X-диапазоне, если не ошибаюсь). Обычно количество данных, которые мы получали от MER составляло около 100 мегабит. От MSL данных приходит гораздо больше — в среднем около 500 мегабит, но однажды у нас была прямо-таки гигантская передача в 1200 мегабит.

[4][Ultra High Frequency]

В: Какие основные особенности и отличия фотографирования в марсианских условиях по сравнению с земными? Какие дополнительные знания должен иметь марсианский «фотограф»? Например, происходит ли доминирование или деградирование определенных цветов по-другому, по сравнению с тем как мы привыкли видеть на Земле, подобно тому как эти отличия заметны при подводной съемке. В первую очередь интересуют привычные человеческому глазу фотографии, а не фотографии, отражающие невидимую часть спектра.

О: На этот вопрос гораздо больше информации смог бы предоставить Mike Caplinger [один из людей, ответственных за камеры], но я, конечно, постараюсь ответить.

Атмосфера Марса гораздо тоньше, чем у Земли, и гораздо более предсказуема. В атмосфере есть некоторое количество пыли, так что на больших расстояниях вы увидите некоторое ухудшение картинки; иногда атмосфера выглядит похожей на грязный воздух в бухте Лос-Анжелеса. Находясь от Солнца дальше, чем Земля, Марс получает чуть меньше света, но в целом, как мне кажется, никаких существенных различий нет. На самом деле, делать фото на Земле сложнее чем на Марсе, так как здесь вы обнаружите гораздо бОльшие перепады в цвете, яркости и контрастности.

В: Программа съемки ровером самого себя была сложнее других ежедневных программ?

[Кажется здесь Паоло не понял вопроса. Мы пытались спросить про автопортрет, а он отвечает про вот эту видеосъемку — Прим. Zelenyikot]:

О: Камеры, разработанные Mars Space Science Systems предназначены для снятия видео с частотой до 15 герц (или кадров в секунду, если хотите), и у них есть встроенная память, так что для нас это не представляет каких-либо проблем. Единственное, с чем потенциально могут возникнуть затруднения — это продолжительность видео, частота кадров, и то, чтобы убедиться, что видео начинается в нужный момент, а камеры повернуты в нужном направлении. Опять же, Mike Caplinger смог бы ответить на этот вопрос более детально, чем я.

В: Предусмотрены ли алгоритмы самостоятельного выхода из нештатной ситуации, или при ее возникновении программа прерывается и аппарат входит в режим ожидания?

О: Есть несколько уровней действий в случае нештатной ситуации. Если обнаруживается ошибка в тех командах, которые мы послали, то ровер просто откажется их выполнять. Если проблема возникает во время выполнения команды (как в примере с рукой, который я упоминал выше), то ровер пошлет сообщение об ошибке, и просто откажется использовать одно или более устройств. Наконец, если есть какой-то баг в ПО, то ровер перезагрузится и перейдет в «безопасный режим». В этом случае он выполнит заранее запрограммированный набор действий, в том числе отправит сообщение об ошибке, и будет ожидать инструкций с Земли, чтобы продолжить работу. На случай, если софт подвиснет, у нас есть watchdog-таймеры, которые смогут перезагрузить марсоход, и перевести его в безопасный режим. Так что у нас не бывает синего экрана смерти.

В: Какие параметры марсохода вы отслеживаете для этого в режиме «реального времени» или близком к нему?
О: Надеюсь, ответ на вопрос выше отвечает и на этот вопрос.

В: В каких случаях система безопасности марсохода самостоятельно прекращает выполнение программы?
О: Кажется, на MSL у нас была одна перезагрузка оборудования, но я не помню, в чем была причина. MER перезагружался много раз, включая неоднократные случаи, вызванные влиянием радиации на процессор и память. В зависимости от причины перезагрузки, такие ситуации рассматриваются как незначительные (как в случае с космической радиацией), или же как значительные (как, например, аномалия Spirit на 18й Сол).

В: Предусмотрены ли алгоритмы самостоятельного выхода из нештатной ситуации?
О: Как я только что сказал, это зависит от причин, которые вызвали нештатную ситуацию.

В: Используется ли на Curiosity протокол передачи данных/архитектура DTN и если да, то каковы минимально достигнутые задержки при передаче пакетов?
О: Минимальная задержка составляет 5 минут, максимальная — 20, но поскольку мы не работаем с марсоходами в режиме реального времени, эта задержка не влияет на управление. Мы не используем DTN, но у нас есть кое-какие технологии, помогающие устанавливать связь на таких дальних расстояниях. Обычно за один Сол мы собираем гораздо больше данных, чем можем передать, поэтому нам приходится выбирать, какие именно данные будут отправлены на Землю в каждый Сол. Каждый фрагмент данных получает приоритет, и наиболее важные из них будут переданы в первую очередь, а менее важные будут отправлены позже (или не будут отправлены вовсе). Конечно, если мы вдруг решим, что важность данных была оценена неверно, то мы можем изменить приоритеты. Например, если на миниатюре мы видим, что камера была повернута в неверную сторону, то мы либо понижаем приоритет, либо вовсе удаляем полноразмерное изображение, и наоборот: если у нас есть изображение с лучшей экспозицией, то его приоритет будет повышен. Более того, данные разбиваются на пакеты — это важно для передачи больших объемов информации, например, тех же изображений. Именно поэтому на некоторых изображениях, которые вы видели, были дырки. Часть данных могла потеряться во время передачи, или могла передаться с ошибками. Конечно, в случае ошибок, мы можем попробовать передать данные еще раз.

Как видите эта часть интервью получилась более профессиональной. Здесь мы узнали Паоло как специалиста JPL. Я так распределил вопросы, чтобы сначала были серьезные, а дальше не совсем. На вторую часть серьезных тоже хватило, но она больше расскажет о Паоло как о человеке, а также о взаимоотношениях Curiosity и марсиан, о людях в черном, нанимающих на работу в NASA, и о том мечтает ли водитель марсохода о Марсе.

Если очень хочется продолжения, могу пока предложить посмотреть вот это небольшое интервью Паоло на сайте NASA, и уж набраться терпения и подождать пару дней когда работа над переводом будет завершена. Спасибо еще раз, Singerofthefall за его труд.

Источник