NASA於死亡谷與莫哈維沙漠測試無人機自主導航軟體

美國國家航空暨太空總署（NASA）的工程師團隊近期在模擬火星極端環境的地球場域中，對下一代無人機飛行軟體「擴展強健空中自主」（Extended Robust Aerial Autonomy, ERAA）進行了嚴格的測試。此項關鍵技術驗證旨在克服「機智號」（Ingenuity）火星直升機在執行任務時所面臨的導航限制，特別是其在缺乏明顯地標的火星表面上獨立作業的能力。

此次測試活動於今年稍早的四月下旬及九月期間，選址於加州著名的死亡谷國家公園（Death Valley National Park）及廣闊的莫哈維沙漠（Mojave Desert）進行，以重現火星的荒蕪地貌。噴射推進實驗室（JPL）的團隊操作研究用無人機，飛越了單調的沙漠沙丘，並鎖定如火星山（Mars Hill）和梅斯奎特平坦沙丘（Mesquite Flats Sand Dunes）等特定區域進行數據採集。在死亡谷的測試期間，環境溫度曾一度飆升至攝氏45度（華氏113度）的極端高溫，這為軟體在惡劣條件下的穩定性提供了極限考驗。

參與此次測試的人員與機構包括NASA的工程師團隊、來自JPL的專業人員、無人機飛行員羅蘭·布洛克斯（Roland Brockers）以及死亡谷國家公園管理處處長麥克·雷諾茲（Mike Reynolds）。測試的核心目標在於，如何在火星上缺乏視覺特徵參照的情況下，確保未來的火星載具能夠精確地進行自主導航。羅蘭·布洛克斯總結，此項工作的目標是讓未來的探測器具備更高的多功能性，使其能夠從容應對沙丘等複雜地形的挑戰。

此項研發工作與NASA的火星探測計畫（Mars Exploration Program）息息相關，凸顯了該機構對開發先進機器人技術的持續投入，以支持預計於2025年及之後執行的火星探索任務。ERAA軟體的開發是基於對「機智號」的經驗教訓，該直升機在其於2024年一月執行的第72次，也是最後一次飛行中，導航演算法曾因火星上類似的沙丘地貌而產生混淆。這項技術的進展，標誌著從單純的遙控操作向更高層級的自主決策轉變的戰略方向。

NASA科學家利用死亡谷作為類比場地進行研究的歷史可以追溯到上世紀七十年代，當時是為了準備「海盜號」（Viking）太空船的著陸作業。此外，JPL的工程師們先前也曾利用該公園，透過遙控直升機測試「毅力號」（Perseverance）探測車精密著陸系統的組件。除了無人機技術，火星探測計畫還資助了其他相關項目，例如在白沙國家公園（White Sands National Park）測試一種類似狗的機器人LASSIE-M，以及開發火星電動可重複使用飛行器（Mars Electric Reusable Flyer, MERF）。

研究人員，如內森·威廉斯（Nathan Williams）所言，實地測試提供了比單純依賴電腦模型和有限衛星影像更為全面的視角。值得注意的是，NASA為進行無人機研究而取得死亡谷的第三張研究許可證，這也突顯了該受保護區域作為關鍵科學試驗場地的獨特價值。死亡谷的「火星山」地貌，作為過去熔岩流的殘餘，其崎嶇的玄武岩礫石與「海盜號」在1976年傳回的火星高解析度影像具有驚人的相似性，這使得該地成為研究行星表面風化和侵蝕過程的理想場所。

同時，在類似的類比環境測試中，NASA詹森太空中心等機構在今年也將腿式自主表面科學類比環境機器人（LASSIE-M）帶到新墨西哥州的白沙國家公園進行測試，該公園以其由石膏晶體組成的巨大白色沙丘聞名，是測試機器人在鬆散沙地中移動能力的絕佳地點。這種在極端類比環境中進行的嚴謹測試，體現了NASA解決深空探索工程挑戰的務實迭代方法，確保未來的機器人能夠在更不可預測的火星景觀中獨立運作。