NASA將火星直升機的高通芯片重新利用，助力毅力號火星車自主導航

NASA近日透露，他們重新利用了毅力號火星車上用于與機智號火星直升機通信的處理器，來幫助這臺漫游機器人在火星上實現"幾乎無限距離"的自主導航。

NASA在上周的一篇文章中披露了這一技術改造，表示他們使用了火星車的直升機基站（HBS），因為其處理器速度比火星車其他設備快100倍。

NASA此前曾透露，HBS運行的是高通801處理器，這款芯片采用四核Krait CPU（使用高通自主設計的Arm兼容內核）、Adreno 330 GPU和Hexagon數字信號處理器。據報道，火星上的這些芯片運行頻率為2.26GHz，配備2GB內存和32GB閃存，NASA在其上運行Linux系統。

隨著機智號在完成72次飛行任務后永久停飛，HBS處于閑置狀態。噴氣推進實驗室機器人操作首席工程師Vandi Verma因此考慮重新利用這一硬件。

NASA將為這款芯片創建的新工作負載稱為"火星全球定位"，并描述其特點為"一種能夠快速比較火星車導航相機全景圖像與車載軌道地形圖的算法"。

該機構表示，這種算法"大約需要兩分鐘就能將火星車位置精確定位到約10英寸（25厘米）范圍內"，目前已投入使用，在2月2日和16日已經啟用。

"這就像是為火星車配備了GPS。現在它可以確定自己在火星上的位置，"Verma寫道。"這意味著火星車將能夠更長距離地自主行駛，因此我們將探索更多行星區域并獲得更多科學發現。"

NASA的文章表示，這款軟件意味著"毅力號可以接受指令，在不聯系地球的情況下行駛幾乎無限的距離"。

這相比火星車當前的自主導航工具是一個重大改進。目前的系統可能會讓機器人"對其確切位置越來越不確定"，有時誤差可達35米。"當認為可能過于接近危險地形時，毅力號可能會提前結束行駛并等待來自地球的指令。"

"利用HBS計算機也面臨挑戰，"NASA寫道，隨后解釋他們開發了檢查機制，讓算法在HBS上多次運行，然后由火星車的一臺主計算機檢查以確保結果匹配。

"在測試期間，團隊反復發現火星車位置偏差1毫米，"文章解釋道。"他們發現處理器1GB內存中約有25個比特受損——這只是極小的一部分——并開發了在算法運行時隔離這些比特的解決方案。"

需要注意的是，操控火星車可能面臨長達40分鐘的延遲，而毅力號上最快的無線電最大速度僅為2 Mbps。

Verma認為，開發火星全球定位技術并在高通芯片上部署的工作，將隨著航天器設計師越來越多地使用商用芯片而變得重要。NASA的文章表示，其研究人員"已經將目光投向月球，那里困難的照明條件和漫長寒冷的月夜使得準確了解航天器位置變得更加關鍵"。

Q&A

Q1：火星全球定位技術是什么？有什么作用？

A：火星全球定位是NASA開發的一種算法，能夠快速比較火星車導航相機的全景圖像與車載軌道地形圖。這項技術大約需要兩分鐘就能將毅力號火星車位置精確定位到25厘米范圍內，就像為火星車配備了GPS系統。

Q2：為什么NASA要重新利用機智號直升機的處理器？

A：因為機智號火星直升機在完成72次飛行任務后永久停飛，其直升機基站的高通801處理器處于閑置狀態。這款處理器比火星車其他設備快100倍，NASA決定將其重新利用來提升毅力號的自主導航能力。

Q3：這項技術對火星探索有什么意義？

A：這項技術讓毅力號能夠在不聯系地球的情況下自主行駛幾乎無限距離，大大改善了之前可能出現35米位置誤差的問題。這意味著火星車可以探索更多行星區域，獲得更多科學發現，提高探索效率。