Xe thám hiểm Sao Hỏa mới của NASA: Chạy nhanh hơn, tự biết tránh chướng ngại vật

ERNEST, nguyên mẫu xe tự hành mới của NASA, vừa hoàn thành hành trình dài 26 km xuyên qua sa mạc miền Nam California gần như hoàn toàn tự động.

Trong thử nghiệm kéo dài bảy ngày với hơn 37 giờ vận hành, chiếc xe vận hành gần như hoàn toàn tự động chỉ cần sự can thiệp tối thiểu từ các kỹ sư.

Video thử nghiệm khả năng vượt địa hình của xe tự hành ERNEST. (Nguồn: NASA)

NASA kỳ vọng công nghệ mới giúp xe thám hiểm có khả năng tự ra quyết định vượt chướng ngại vật, cho phép chúng di chuyện nhanh và xa hơn trên những địa hình khắc nghiệt của Mặt Trăng và sao Hỏa.

“Những thử nghiệm này đang giúp chúng tôi hoàn thiện cả phần cứng di chuyển lẫn phần mềm tự hành để vượt qua quãng đường dài trong nhiều điều kiện địa hình và ánh sáng khác nhau mà các sứ mệnh trên Mặt Trăng có thể phải đối mặt”, ông Issa Nesnas, kỹ sư Phòng thí nghiệm Phản lực (JPL) thuộc NASA, cho biết trong thông báo ngày 18/6.

JPL bắt đầu dự án ERNEST từ năm 2022 bằng nguồn kinh phí nghiên cứu nội bộ, trước khi được đưa vào chương trình nghiên cứu của Ban Khoa học và Chương trình Thám hiểm sao Hỏa của NASA.

Điểm khác biệt lớn nhất của ERNEST nằm ở bộ bánh xe mới cùng hệ thống treo chủ động, cho phép phương tiện thay đổi cách di chuyển tùy theo địa hình.

Kết hợp với trí tuệ nhân tạo thích ứng, xe có thể nhận diện chướng ngại vật phía trước để tự quyết định tránh né hoặc vượt qua.

Khả năng tự hành của ERNEST được xây dựng dựa trên công nghệ học tăng cường. Trong môi trường mô phỏng, chiếc xe đã tích lũy hàng nghìn giờ dữ liệu vận hành chỉ trong vài ngày nhờ chạy đồng thời nhiều kịch bản khác nhau.

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm xe tự hành ERNEST trong điều kiện ánh sáng yếu. (Ảnh: NASA)

Sau giai đoạn huấn luyện trong môi trường ảo, nhóm nghiên cứu tiếp tục đưa ERNEST thử nghiệm tại khu Mars Yard của JPL - nơi mô phỏng bề mặt sao Hỏa - trước khi chuyển sang thử nghiệm ngoài thực địa tại sa mạc California.

Các xe tự hành trước đây như Perseverance (đang khám phá miệng núi lửa Jezero trên sao Hỏa từ tháng 2/2021) hay Opportunity (hoạt động trên Sao Hỏa từ năm 2004 và đã ngừng chạy), sử dụng hệ thống treo “rocker-bogie” với sáu bánh xe nhằm phân bổ trọng lượng đồng đều trên địa hình gồ ghề.

Trong khi đó, ERNEST chỉ sử dụng bốn bánh nhưng được trang bị hai khớp chuyển động ở phần đầu xe, cho phép tạo ra những chuyển động giống như trườn, bước bằng bánh xe hoặc leo qua vật cản.

Mỗi bánh xe cũng có thể điều khiển độc lập, giúp phương tiện di chuyển ngang sang hai bên bên cạnh khả năng tiến và lùi truyền thống.

“Mặc dù hệ thống rocker-bogie đã chứng minh được hiệu quả trong hơn 30 năm qua, nhưng hiểu biết của chúng ta về khả năng di chuyển và tương tác với địa hình đã tiến bộ rất nhiều trong khoảng thời gian đó”, ông Hari Nayar cho biết.

Trong đợt thử nghiệm kéo dài một tuần diễn ra hồi tháng 3, các kỹ sư đánh giá khả năng hoạt động của ERNEST trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm di chuyển ban đêm và trong điều kiện ánh sáng yếu nhằm mô phỏng môi trường trên Mặt Trăng.

Xe dài khoảng 1,2 m và có thể đạt tốc độ tối đa 1 km/h, nhanh hơn đáng kể so với nhiều xe tự hành đang hoạt động ngoài không gian hiện nay.

Để so sánh, sau hơn 5 năm hoạt động trên sao Hỏa, chiếc Perseverance gần đây mới chỉ hoàn thành quãng đường khoảng 42,2 km, tương đương một cuộc chạy marathon trên Trái Đất.

Các kỹ sư NASA kỳ vọng ERNEST sẽ trở thành nền tảng cho thế hệ xe tự hành lớn hơn, có khả năng di chuyển xa hơn và hoạt động với tốc độ cao hơn trong các sứ mệnh thám hiểm Mặt Trăng và sao Hỏa trong tương lai.