التفوّق على الكوكب الأحمر: كيف اخترقت ناسا «عقل» بيرسيفيرانس لاستكشاف المريخ ذاتيًا

تخيّل الآتي: روبوت بقيمة 2.7 مليار دولار يزحف عبر قفر المريخ، على بُعد 140 مليون ميل من الوطن، ويحتاج إلى طلب الإرشادات في كل مرة يريد فيها الانعطاف. كانت تلك هي حقيقة مركبة ناسا «بيرسيفيرانس» - إلى أن قرّر فريق من المهندسين في مختبر الدفع النفاث (JPL) إعادة كتابة قواعد الملاحة الكوكبية. حلّهم؟ إعادة توظيف حاسوب متبقٍّ، وتصميم نظام تموضع جديد، ومنح بيرسيفيرانس أقرب ما امتلكه المريخ يومًا إلى GPS.

إعادة تعريف استقلالية المركبات الجوالة

على الأرض، يستطيع مستكشف تائه الاعتماد على أكثر من 30 قمرًا من أقمار GPS لتحديد موقعه خلال ثوانٍ. أما على المريخ، فكانت بيرسيفيرانس عالقة في عملية أبطأ بكثير: تلتقط الصور، وترسلها إلى الأرض، ثم تنتظر البشر ليحلّلوا ويردّوا. كل التفاف كان يعني وقتًا ضائعًا وموارد مهدورة. لكن مع توقّف مروحيتها المرافقة «إنجينيويتي» نهائيًا، تُركت «محطة قاعدة المروحية» (HBS) - وهي معالج متواضع جاهز من السوق - بلا عمل.

بدلًا من ترك HBS تجمع غبار المريخ، رأى مهندسو ناسا فرصة. أعادوا برمجة المعالج لتشغيل خوارزمية تموضع متقدمة. وتُذكّر الطريقة بكيفية استخدام صواريخ كروز على الأرض لمطابقة التضاريس: تلتقط كاميرات الملاحة في بيرسيفيرانس صورًا بانورامية، ثم تقارنها الخوارزمية بخرائط مدارية عالية الدقة مخزّنة على متن المركبة. ومن خلال مطابقة الإشارات البصرية، تستطيع المركبة استنتاج موقعها بدقة - بشكل ذاتي.

يمثّل ذلك قفزة كبيرة. سابقًا، كان هذا النوع من تحليل الصور يُجرى على الأرض. الآن باتت بيرسيفيرانس تمتلك استقلالًا حاسوبيًا لاتخاذ قرارات الملاحة لحظيًا، ما يلغي تأخير الاتصالات ويعزّز كفاءة المهمة.

مخاطر وثمار الابتكار المريخي

لكن كانت هناك مشكلة: معالج HBS لم يُصمَّم لتحمّل الإشعاع القاسي على المريخ. أثناء الاختبارات، اكتشف المهندسون تلفًا طفيفًا في الذاكرة - إذ تضرّر نحو 25 بتًا من أصل 1 جيجابايت من ذاكرة RAM. الحل؟ عزل مناطق الذاكرة المعطوبة وإعادة تشغيل الخوارزمية، مع تأكيد الموثوقية. إنه دليل على براعة ناسا - وعلى «حياة ثانية» غير متوقعة لعتاد صُمّم لطائرة مسيّرة أصبحت الآن خارج الخدمة.

إن نظام «التموضع العالمي على المريخ» أكثر من مجرد إصلاح تقني؛ إنه إثبات مفهوم لمستكشفي الكواكب في المستقبل. ومع روبوتات أذكى وأكثر اعتمادًا على الذات، يمكن لمهام المريخ أن تتحرك أسرع وأبعد، ممهدةً الطريق لعلم أكثر طموحًا - وربما يومًا ما لمستكشفين بشر لن يحتاجوا إلى الاتصال بالوطن لطلب الاتجاهات.

الخلاصة

إن «حيلة» ناسا الملاحية على المريخ درسٌ متقن في الإبداع، حوّلت مكوّنات متبقية وشيفرة ذكية إلى شريان حياة للاستكشاف خارج الأرض. وبينما ترسم بيرسيفيرانس مسارها بنفسها عبر الكوكب الأحمر، فهي لا ترسم خريطة للمريخ فحسب - بل ترسم خريطة مستقبل السفر الفضائي الذاتي.

WIKICROOK

• GNSS: يشير GNSS، أو «النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية»، إلى جميع شبكات الأقمار مثل GPS وGLONASS وGalileo وBeiDou التي توفر بيانات تحديد المواقع عالميًا.
• الصور البانورامية: الصور البانورامية هي لقطات واسعة الزاوية تلتقط مشاهد عريضة، مفيدة للمراقبة والروبوتات وتعزيز الوعي بالموقف في سياقات الأمن.
• Off: «هجوم خارج ساعات العمل» هو هجوم سيبراني يُوقَّت لعطلات نهاية الأسبوع أو الأعياد، مستهدفًا المؤسسات عندما يكون موظفو تقنية المعلومات أقل قدرة على الاستجابة بسرعة.
• الإشعاع: الإشعاع هو انبعاث للطاقة قد يضر بالإلكترونيات، مسببًا فقدان بيانات أو أعطالًا. وتُبنى الأجهزة المُحصّنة لمقاومة الإشعاع في البيئات الحرجة.
• Terrain: «التضاريس» هي البيئة الرقمية للأصول والأنظمة. إن معرفة تضاريسك تساعد المؤسسات على رصد الثغرات والدفاع ضد الهجمات السيبرانية.