台灣人擔任 NASA 毅力號駕駛!要克服訊號延遲,還得去適應「火星時間」

登陸火星的毅力號。圖片來源:NASA FB 粉專

2020 年 7 月底,NASA 發射毅力號(Perseverance)火星探測車,經過 7 個月、4.8 億公里的路程,終於在今年 2 月 20 日成功登陸火星。登陸後,毅力號將執行生命探測的任務,而它的駕駛人,是來自台灣的嚴正博士。

駕駛毅力號的兩大挑戰:時差、訊號延遲

根據中央社的 報導 ,嚴正已在 NASA 的噴射推進實驗室(JPL)控制中心服務超過 20 年,自 2003 年起,他參與了 4 次 NASA 火星探測計畫,發現火星曾經有水的證據,也找到生命可能生存的環境。如今,嚴正要駕駛毅力號,尋找生命曾經存在的證據。

雖然概念上與駕駛無人機很像,但駕駛毅力號的複雜度更高。首先要克服的是時差問題。地球自轉週期是 24 小時,但火星的週期是 24 小時又 40 分鐘,因此控制中心與毅力號的時差將以每天 40 分鐘的速度擴大,工作時間也必須往後推,這代表今天上早班,但兩週後就會變成「大夜班」,對生理時鐘是極大考驗。

第二個挑戰是訊號延遲。以公轉位置來看,目前火星與地球的距離約 2.3 億公里,控制中心將訊號傳遞至火星,會產生 12 到 14 分鐘的延遲,而訊號來回需要將近半小時的時間。因此,控制中心必須事先安排動作,再傳訊給毅力號執行。

到了夜晚,火星溫度會降到攝氏零下 80 度,毅力號需要更多能量熱機,因此 NASA 決定,毅力號只在白天執行任務。控制中心趁火星黑夜的時候編排指令,火星白天一來,就將程式傳過去,讓毅力號運作。

但預先輸入的指令需要很精確。太空船電子裝置設計人劉登凱博士 表示 ,「你看到紅燈,延遲 2 秒再反應就很危險,更何況是 10 幾分鐘。」若稍有閃失,可能會讓毅力號「出車禍」。控制中心透過 3D 視覺化、AR、VR、AI 等技術模擬火星環境,安排毅力號的路徑。

嚴正:要像毅力號一樣不怕困難,更要把握生命的衝動

除了嚴正,太空船設計者劉登凱也是毅力號背後的關鍵人物。總統蔡英文在臉書發文 表示 ,台灣的科學實力,可以為全人類帶來貢獻,「人類探索未知的過程,台灣一定不會缺席!」近期,行政院也提出了太空發展草案,支持台灣太空產業的發展。

1997 年,NASA 第一次將旅居者號(Sojourner)探測車送上火星。根據中央社的 報導 ,當時嚴正心想:「這太酷了,如果不去做這個,人生會有遺憾。」因為對火星車的畫面著迷,於是透過相關人員的引薦到 NASA 工作,並參與 4 次火星探測計畫。嚴正鼓勵想投入航太科技的年輕人,要像「毅力號」一樣不怕困難,不怕失敗,更要「把握生命中的衝動」,也就是「現在不去試,以後會後悔的衝動。」

參考資料

中央社 #1》、《中央社 #2》、《Facebook – 蔡英文 Tsai Ing-wen

(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:NASA FB 粉專

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