Tàu tự hành Curiosity đã "thuần thục" trong việc tự bắn phá đá sao Hỏa bằng laser

khoa học tại NASA đã bớt được thời gian và công sức "chăm sóc" cho tàu tự hành Curiosity trên sao Hỏa bởi nó đã có thể tự nghiên cứu bề mặt hành tinh này một cách độc lập hơn bao giờ hết. Đáng chú ý hơn, Curiosity đã có khả năng tự bắn phá đất đá trên đó một cách thuần thục để phục vụ việc nghiên cứu thành phần hóa học trên đó. Hy vọng anh bạn đừng "tò mò" quá độ mà quậy tung cả lên mà chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ nghiên cứu khoa học, mở đường cho con người lên đó sau này.

Để có thể làm được điều đó, NASA đã cập nhật phần mềm mới mang tên Autonomous Exploration for Gathering Increased Science (AEGIS, tạm dịch phần mềm tự động khám phá tăng cường hiểu biết khoa học). Với phần mềm này, Curiosity có thể tự điều khiển được camera ChemCam - một thiết bị giúp nghiên cứu thành phần hóa học của đất đá trên sao Hỏa bằng cách bắn laser vào đó để tìm hiểu khí phát ra. Trong khoảng thời gian triển khai phần mềm mới từ 5/2016 tới 7/2017, Curiosity đã di chuyển tới một địa điểm mới và làm điều đó 52 lần.

Curiosity tự làm việc nhiều hơn, NASA có nhiều dữ liệu hơn, hiểu được nhiều hơn về Sao Hỏa​

Cùng với hoạt động quan sát có điều khiển bởi các nhà khoa học của NASA, khả năng tự hoạt động của Curiosity đã giúp tăng số lượng bắn phát phục vụ nghiên cứu sao Hỏa từ 256 lên 327 lần mỗi ngày. Và càng nhiều cú bắn được thực hiện thì càng có nhiều dữ liệu được thu thập, từ đó giúp NASA có thêm hiểu biết về sao Hỏa, đặc biệt quan trọng hơn là Hồi xưa nó đã từng thế nào?

Chi tiết hơn về quá trình bắn laser nghiên cứu, NASA cho biết mỗi khi Curiosity đi tới một khu vực mới, AEGIS sẽ liên tục tự động dùng camera để quan sát môi trường xung quanh. Khi đó, nó sẽ nhận diện và xếp hạng những phiến đá nền trong danh sách cần nghiên cứu. Sau đó, nó sẽ kích hoạt hệ thống laser để bắn và tiến hành các phép đo đạc. Và cuối cùng, trong khi các nhà khoa học đang ngủ dưới Trái Đất, Curiosity vẫn cần mẫn làm việc và thu thập kết quả gởi về.

​

NASA cho biết hệ thống laser của ChemCam đã bắn được hơn 440.000 lần vào khoảng 1500 mục tiêu từ khi hạ cánh xuống Sao Hỏa hồi 8/2012. Trước khi phần mềm AEGIS được triển khai, hầu như từng mục tiêu đều được chọn bởi các nhà khoa học dưới Trái Đất. Và tất nhiên, đây là một quá trình tốn nhiều công sức và phức tạp. Hơn nữa việc điều khiển một con robot cách Trái Đất tới hơn 214 triệu km cũng không phải là đơn giản. Đôi khi có thể mất tới 20 phút thì tín hiệu mới được gởi tới và ngược lại cũng mất ngần ấy thời gian. Trong khi đó, Trái Đất thì liên tục quay nên vị trí tương đối của nhóm đối với Sao Hỏa cũng không thể cố định với độ trễ đó.

Bởi thế, AEGIS đã cung cấp cho NASA giải pháp xử lý vấn đề nói trên theo cách hoàn toàn mới. CHương trình ban đầu được viết và sử dụng trên tàu tự hành Opportunity nhưng sau đó được chuyển sang dùng cho Curiosity. 21.000 dòng code của phần mềm AEGIS đã được thêm vào phần mềm của Curiosity với hơn 4 triệu dòng vào cuối năm 2015 và sau vào tháng chạy thử nghiệm, các nhà khoa học đã bắt đầu sử dụng nó từ tháng 5 năm ngoái.

NASA cho biết trong lệnh di chuyển trong 1 ngày mà họ gởi lên cho Curiosity thì công tác chạy phần mềm AEGIS để nhắm mục tiêu chiếm hơn nửa ngày. Bằng sự trợ giúp của AEGIS, quá trình di chuyển của Curiosity sẽ càng trở nên hữu dụng bởi nó có thể quét và nghiên cứu những mục tiêu tốt nhất trong "môi trường làm việc mới". Người dẫn đầu nhóm nghiên cứu Raymond Francis cho biết bằng cách này, nhóm sẽ có thêm dữ liệu để phân tích vào lúc họ thức và giao tiếp với Curiosity.

Curiosity đã bắn gần nửa triệu viên đá trên Sao Hỏa từ 2012​

Raymond cho biết thêm rằng: "Toàn bộ thời gian nghiên cứu của bạn là sau mỗi chuyến đi của Curiosity và thường bạn sẽ chỉ còn có vài tiếng ban ngày trên sao Hỏa, tuy nhiên dưới Trái Đất không thể thấy được địa điểm mới mà Curiosity đang ở. Và con người trên Trái Đất cũng không có khả năng đưa ra quyết định về việc nó sẽ bắn mục tiêu nào. Điều đó phải được quyết định trên sao Hỏa và giờ đây chúng tôi đã làm được điều đó. Nên chúng tôi có thể tận dụng khoảng thời gian này để tiến hành các phép đo đạc."

​

Trước khi AEGIS được triển khai, nhóm vận hành Curiosity chỉ có vài lựa chọn nhằm tối đa hóa thời gian nghiên cứu khoa học trong các chuyến di chuyển của Curiosity. Theo đó, họ có thể dùng ChemCam vào buổi sáng để nghiên cứu, nhưng đổi lại thì Curiosity sẽ phải chạy trễ hơn vào ngày hôm đó, hậu quả là Curiosity sẽ sử dụng nhiều năm lượng sưởi ấm cho nó. Một lựa chọn khác được gọi là "nhắm mục tiêu mù", nghia là nhóm nghiên cứu sẽ ra lệnh cho Curiosity nhắm bắn laser tại một góc cụ thể nào đó mà không hề có dữ liệu hình ảnh xác nhận là cái gì ở đó. Kiểu nhắm bắn mù này chỉ có thể trúng mục tiêu mà các nhà khoa học cần vứi tỷ lệ 24%, trước đây thì họ đành chấp nhận cách làm này bởi có còn hơn không nhưng kỳ thực vẫn chưa thể chấp nhận được.

Ngược lại, AEGIS đã giúp các nhà khoa học tìm được những loại đá cần thiết với độ chính xác lên tới 9Am 3%. Đồng thời các nhà nghiên cứu còn có thể bổ sung vào phần mềm các "profile mục tiêu", cho phép Curiosity tìm kiếm những dạng đá khác nhau khi vào một vùng đất hoàn toàn mới chưa từng được khám phá trên sao Hỏa. Mặt khác, AEGIS còn giúp người điều hành dưới Trái Đất bằng cách dùng thuật toán để sàn lọc các mục tiêu dựa trên những đặc điểm nhỏ, thí dụ như các đường gân nhỏ của đá. Xa hơn, tính năng này có thể được dùng để giúp Curiosity tự tiến hành nghiên cứu khoa học trên sao Hỏa trong tương lai.

Cho những con robot này tự làm việc nhiều hơn có thể thay đổi cách chúng ta khám phá vũ trụ!​

Francis cho biết rằng AEGIS này cũng đã được trang bị cho đàn em của Curiosity là Mars 2020: "2020 là một sứ mạng đầy tham vọng với một danh sách dài những nơi cần đi tới, những đoạn đường mà nó cần trải qua và cả những mẫu vật mà nó cần phải thu thập. Và chúng tôi dự kiến rằng điều đó sẽ có thể thực hiện được nếu nó làm việc nhanh hơn và tự động nghiên cứu khoa học một cách hiệu quả hơn." Theo ông, đây vẫn chỉ mới là những bước đầu tiên trong việc cho robot tự làm việc, đặc biệt là không chỉ là trên Sao Hỏa mà còn tại nhiều hành tinh khác với những môi trường khắc nghiệt hơn, thí dụ như trên Sao Kim.

"Tàu thăm dò duy nhất đã lên đó và chỉ tồn tại được vài phút, chính xác là khoảng 10 phút, và do đó bạn không có nhiều thời gian để ngồi quay vòng vòng dưới Trái Đất." Bởi thế, ông cho rằng AEGIS chính là giải pháp cho điều đó, giúp các tàu thăm dò, tàu tự hành có thể nhanh chóng tiếp cận và xử lý những mục tiêu quan trọng, nghiên cứu chúng, lấy được dữ liệu gởi về Trái Đất trước khi toàn bộ phương tiện bị thiêu hủy bởi lượng nhiệt cực lớn của hành tinh đó. Tuy nhiên, các hệ thống phần mềm tự động như AEGIS vẫn không thể hoàn toàn thay thế được các nhà khoa học bởi nó vẫn chỉ là một công cụ cho họ.

Cuối cùng, ông khẳng định: "Chúng tôi chắc chắn không có kế hoạch thay thế các nhà khoa học bởi đây là vẫn là một nhiệm vụ khoa học và khám phá, và nó sẽ không thể tiếp tục nếu không có đội ngũ các khoa học gia. AEGIS được tận dụng khi không còn cách nào khác có thể dùng được."

Tham khảo NASA, Theverge​