Equipo de trabajo de Mastcam-Z –
Preparación para las operaciones
El equipo científico de
Mastcam-Z consta de un investigador principal (PI), un investigador principal
adjunto (DPI), 21 coinvestigadores científicos (Co-Is) de universidades,
empresas y laboratorios gubernamentales en los EE. UU. y otros seis países, y
varios docena de estudiantes de pregrado y posgrado y personal de
administración, administración y soporte técnico que trabajan estrechamente con
PI, DPI y / o Co-Is individuales.
El equipo completo de
Mastcam-Z se reunió recientemente en un par de días soleados en Pasadena,
California en febrero 2017 pasado para ponerse al día. Las discusiones fueron
animadas y abarcaron una amplia gama de temas, de lo práctico a lo filosófico.
Hablamos de detalles minuciosos sobre la construcción de cámaras y los
objetivos de calibración, herramientas de software interesantes que
utilizaremos en 2021 y cómo planear un día de observaciones científicas en
Marte con un rover que aún no se ha construido.
Jennifer Shechet, Caltech. MIEMBROS DEL EQUIPO
MASTCAM-Z EN LA REUNIÓN DEL EQUIPO DE FEBRERO DE 2017
De izquierda a derecha, en el orden en que las narices
de las personas aparecen en la imagen: Danika Wellington (ASU), Bob Deen (JPL),
Melissa Rice (WWU), Alex Hayes (Cornell), Sheridan Ackiss (Purdue), Jake Adler
(ASU ), Adomas Valantinas (Univ. Copenhague), Katherine Winchell (WWU), Noel
Scudder (Purdue), Darian Dixon (WWU, arrodillado), Josh Williams (WWU), Mike
Ravine (MSSS), Jeff Johnson (APL), Morten Madsen (Univ. Copenhagen,
arrodillado), Jim Bell (ASU), Sarah Fagents (Univ. Hawaii), Justin Maki (JPL),
Briony Horgan (Purdue), Rob Sullivan (Cornell), Ernest Cisneros (ASU,
arrodillado), Elsa Jensen (MSSS), Kristen Paris (ASU), Ken Herkenhoff (USGS /
Flagstaff), Kjartan Kinch (Univ. Copenhague), Greg Mehall (ASU), Zach Bailey
(JPL), Stephanie Shahrzad (Univ. Copenhague).
Terminada la presentación
ahora vamos hacia la parte práctica de las cámaras.
Planificación para las operaciones del equipo
Mastcam-Z
Las cámaras Mastcam-Z
tomarán imágenes únicas ("monoscópicas") y de doble ojo
("estereoscópicas") tanto del paisaje de Marte como del propio móvil
en muchas bandas de color. Están basadas en las cámaras Mastcams de Curiosity, pero en esta
oportunidad le agregamos lentes zoom. La capacidad de zoom significa que por
cada imagen que tomamos, podemos equilibrar cuánto terreno cubrir en una imagen
con cuánto acercamos los detalles. Y podemos hacerlo tanto para el ojo
izquierdo como para el derecho, literalmente agregando una nueva dimensión
(¡profundidad!) A la visión del color de nuestro Rover.
DISEÑO MASTCAM-Z A PARTIR
DE CRITICAL DESIGN REVIEW
ASU / Malin Space Science Systems, Inc. /
Motiv Space Systems, Inc.
El barril del instrumento Mastcam-Z será diferente del
MastCam de Curiosity.
Mastcam-Z contiene un mecanismo de zoom con dos grupos
de lentes que se deslizarán a lo largo de un riel dentro de un barril para
acercarse y alejarse en un rango de al menos 3: 1. Este diseño es el actual a
partir de febrero de 2017.
La capacidad es una cosa,
pero antes de que lleguemos a aterrizar en Marte, tenemos que descubrir qué es
lo que realmente haremos una vez que aterricemos, cómo tomaremos nuestras
imágenes y cómo conduciremos la misión general de la ciencia. Toda esta área se
llama "operaciones de misión", pero cuando hablamos abreviamos eso a
"operaciones".
Algunas de las preguntas
que nos hacemos a nosotros mismos cuando comenzamos a planificar las
operaciones de la misión son:
·
¿Cómo vamos a
controlar un rover que está a millones de millas de distancia, con un equipo de
cientos de científicos y personal de soporte técnico literalmente distribuidos
por todo el mundo, en al menos ocho zonas horarias?
·
¿Cómo es que
muchos científicos e ingenieros miran los mismos datos de Marte, al mismo
tiempo?
·
¿Cómo
desarrollamos herramientas que permitan a los ingenieros y científicos
comunicarse de manera eficiente y tomar decisiones juntas en tiempo real?
·
¿Cómo les damos
la capacitación necesaria para usar esas herramientas?
·
¿Cómo van a tener
discusiones en vivo y en tiempo real para llegar a un solo plan de ciencia para
cada sol (un día en Marte se llama "sol")?
·
¿Cómo nos
aseguramos de que el plan satisfaga todas las restricciones estrictas del rover
y no represente un riesgo para nuestro precioso vehículo o nuestros
instrumentos?
Una vez que respondamos a
estas preguntas, debemos estar preparados con suficiente poder de computadora y
espacio en disco, herramientas de software en funcionamiento y procedimientos
paso a paso mucho antes de que lleguemos a Marte. Necesitamos capacitar a todos
y realizar pruebas, pruebas y más pruebas para garantizar que todas las
herramientas funcionen correctamente para cada trabajo. Igual de importante, es
que tenemos que aprender a trabajar juntos a pesar de, y debido a, nuestras
diversas áreas de especialización y lo que cada uno de nosotros aporta al
trabajo de manera única.
 |
Jim Bell
Modelos a escala real de las cámaras Mastcam-Z, con ventanas
transparentes que muestran algunos de los componentes internos.
Infografia del ROVER MARS 2020.
Operaciones de cinco horas
La planificación de
operaciones tácticas para Marte 2020 será un proceso complicado e
increíblemente detallado que finalizará con cientos de comandos enviados al Rover
casi todos los días desde la Tierra. Esto no es diferente de las misiones de
rover anteriores. Pero el equipo de Mars 2020 también enfrenta un nuevo
desafío: debemos lograr todo esto en solo cinco horas de trabajo en cada día
típico de planificación. Ninguna misión de rover se ha ejecutado de esta manera
antes. Cuando Curiosity aterrizó por primera vez, tomó 16 horas planificar un
sol. La planificación se ha vuelto más eficiente a lo largo del tiempo, pero
todavía demora entre 8 y 9 horas. ¿Por qué enfocarse en los días de
planificación de cinco horas?.
La razón principal es que
la misión Mars 2020 intenta evitar la ineficiencia impuesta por los "soles
restringidos".
Explicación:
el día de Marte es más largo que el día de la Tierra en 40 minutos. Cuando el
rover termina de trabajar sus datos y realizar los enlaces descendentes, es
aproximadamente a la misma hora en cada sol de Marte, pero el enlace
descendente a la Tierra se arrastra cada día 40 minutos. Si estuviéramos
dispuestos a trabajar todo el día en la Tierra, simplemente cambiaríamos
nuestras horas de trabajo por 40 minutos todos los días, y algunas veces
terminaríamos trabajando de noche y durmiendo durante el día. A eso lo llamamos
trabajar en el tiempo de Marte. Todas las misiones de Marte han trabajado en el
tiempo de Marte durante al menos tres meses después del aterrizaje, pero es muy
difícil en humanos que tienen vidas y familias lejos de Marte; no es sostenible
por largos períodos de tiempo.
Para la misión Mars 2020,
el equipo de gestión decidió que es aceptable comenzar a trabajar a partir de
las 6:00 a.m. y finalizar hasta las 11:00 p.m. en la zona horaria del Pacífico.
Dentro de esas limitaciones, resulta que si podemos hacer nuestro trabajo en
cinco horas, aún podemos tomar el enlace descendente más actualizado todos los
días cuando comenzamos a planificar, y nunca experimentamos un sol restringido.
Plan de operaciones de experimento.
La reunión del equipo
científico Mastcam-Z de febrero de 2017 tuvo lugar casi cuatro años antes de
aterrizar en Marte. Ahora estamos trabajando para que la planificación y las
órdenes científicas se realicen en 5 horas al día, además estamos desarrollando
varias nuevas tecnologías y herramientas de software para la misión Mars 2020 a
fin de evitar soles restringidos y llevar a cabo nuestra misión científica con
un máximo eficiencia.
En esta etapa de los
preparativos de operaciones de la misión, un enfoque principal ha sido la
preparación de nuestro "Plan de Operaciones de
Experimentos" (EOP). El EOP es un documento en el que el equipo de
Mastcam-Z describe el proyecto Mars 2020 (nuestros colegas de JPL y gerentes de
NASA) de cómo planeamos operar las cámaras de una manera que se ajuste al plan
general de operaciones del Rover de Mars 2020. Para ello:
a) Describir los planes de nuestro equipo para
desarrollar software y procedimientos para controlar las cámaras y verificar
que todo esté hecho exactamente.
b) También hay que enumerar qué computadora y que otro
equipo de soporte de TI necesitamos para hacer nuestro trabajo mientras
construimos nuestras instalaciones de operaciones, y cómo eso cambiará cuando
estemos operando la misión de 2 años (o más) en Marte.
c) Debemos diseñar un plan para todos los trabajos que
tenemos que hacer, para ello hay que describir cuándo y cómo vamos a formar y
capacitar a científicos e ingenieros para cubrir todos esos trabajos.
d) Por último, pero no por ello menos importante, para
nuestra investigación Mastcam-Z, tenemos que describir en el EOP cómo tenemos
la intención de comunicarnos e involucrar e involucrar al público (lo que
llamamos Educación y Difusión Pública, o EPO). Este es uno de nuestros
beneficios favoritos.
Herramientas de software de Mars 2020.
También contamos con
algunas herramientas de software de operaciones muy interesantes. Por
ejemplo, JPL actualmente está
planificando una herramienta llamada ASTTRO (Herramienta de Orientación
Estratégica Avanzada y Táctica para Operaciones Remotas).
ASTTRO no es solo para la
visualización: los usuarios, como los miembros del equipo de ciencia y los
planificadores de rovers (también conocidos como controladores de rover) lo
usarán para crear sugerencias y debatirlas con otros científicos. Posteriormente,
los ingenieros de "Lead Uplink Lead" (PUL) pueden leer los objetivos
sugeridos de ASTTRO cuando escriben secuencias detalladas de comandos de
instrumentos para el enlace ascendente al rover.
También estamos más allá
de la planificación y en la fase de desarrollo y prueba de una herramienta que
llamamos “Viewpoint”. Esta herramienta podrá mostrar todas las imágenes que hemos tomado en Marte hasta
ahora de rovers anteriores, así como las imágenes de HiRiSE del sitio de
aterrizaje y la ruta transversal tomada desde Mars Reconnaissance Orbiter.
Combinando la superficie y las imágenes orbitales, creando mosaicos sobre la
marcha, y siendo capaz de mover virtualmente el móvil y uno mismo en el entorno
para obtener diferentes perspectivas, Viewpoint es similar a usar Google Mars
en la computadora de su hogar. Hay una "vista aérea" que utiliza
datos de Marte del orbitador MRO que le permite ver el rover de Marte en el
paisaje desde arriba, proporcionando un contexto excelente en el lugar donde
nos encontramos ahora y hacia dónde nos dirigimos.
También está la "vista
del camino" desde donde se puede observar el paisaje de Marte
desde la perspectiva del rover. Varios de nosotros ya hemos comenzado a usar
Viewpoint en los rovers Curiosity y Opportunity. Este software nos permite ver
la arena y las rocas sobre las que se apoya el rover Curiosity, por ejemplo, y
recorrer todo el camino hasta el horizonte donde se pueden ver las paredes del
Cráter Gale y el Monte Sharp en la distancia.
Jon Proton – “Viewpoint” (“Punto de vista”).
Ejemplo de captura de pantalla desde una sesión de
planificación del Punto de vista que explora un posible mosaico Mastcam del
rover Curiosity.
Fuente
The Planetary Society/Elsa
Jensen/K. Winchell
Wester Washington Uniersity
ASU / Malin Space Science
Systems, Inc. / Motiv Space Systems, Inc.
Jennifer Shechet, Caltech
Jon Proton
No hay comentarios.:
Publicar un comentario