我們方法的概念性概述。大多數(shù)用于太陽能供電的低月丟失的新長距離導(dǎo)線規(guī)劃算法沒有主動考慮可能的導(dǎo)航延遲。在這里，球上虛白色路徑顯示了一個計劃，太陽該計劃將PSR內(nèi)的游車漫游車盡快引向陽光，但它對可能的風險方法延遲沒有彈性，這種延遲將導(dǎo)致漫游車落后于計劃，種降并錯過關(guān)鍵的低月丟失的新太陽能充電事件。另一方面，球上主動考慮延遲(藍線)的太陽規(guī)劃策略將使漫游車走上潛在的更長但更安全的軌跡。鳴謝:uux.cn/背景圖像和蝰蛇漫游者渲染:美國宇航局和亞利桑那州立大學(xué)。游車
（神秘的風險方法地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（英格麗德·法德利）：美國宇航局和世界各地的其他太空機構(gòu)定期向太空發(fā)送機器人和自動飛行器，以探索太陽系中的種降行星和其他天體。這些任務(wù)可以大大提高我們對太陽系其他地方的低月丟失的新環(huán)境和資源的了解。
多倫多大學(xué)航空航天研究所和美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的球上研究人員最近進行了一項研究，探索可以提高使用太陽能漫游車進行月球探索的有效性和成功率的回收策略。他們的論文預(yù)先發(fā)表在arXiv上，介紹了一種新的方法，可以幫助太陽能漫游車安全地離開月球上永久的陰影區(qū)域。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的研究員Olivier Lamarre告訴Phys.org:“近年來，幾個國家已經(jīng)表示對探索月球南極感興趣，包括美國、中國、印度、俄國和其他國家。”。
“他們中的大多數(shù)人計劃使用太陽能漫游車來探索經(jīng)常處于陰影中的區(qū)域(稱為永久陰影區(qū)，或PSRs)，我們懷疑這些區(qū)域可能包含大量的水冰。可以想象，用太陽能漫游車進入PSR是一項冒險的嘗試！如果漫游車因故障而延遲，它可能無法在能量耗盡前回到陽光中。”
太陽能漫游車在能效方面有許多優(yōu)勢，但它們受到依賴太陽光運行的限制。由于月球上的一些區(qū)域永久處于陰影中，漫游者對陽光的依賴可能會阻止他們安全地探索然后離開這些區(qū)域，導(dǎo)致他們在執(zhí)行任務(wù)時耗盡能量。
拉馬爾和他的同事最近工作的一個關(guān)鍵目標是量化失去太陽能漫游車的概率，因為他們正在探索月球上的這些陰影區(qū)域。此外，該小組希望設(shè)計一種方法，幫助最大限度地提高太陽能漫游車安全完成任務(wù)的概率。
“首先，我們需要定義太陽能漫游車在月球南極‘安全’意味著什么，”拉馬爾解釋道。“為了做到這一點，我們關(guān)注漫游車在什么地方、什么時間離開PSR，以及它的電池還剩多少能量。這表明了漫游車在下一段任務(wù)之前是否可以在原地冬眠(因此，在那之前保持“安全”)。然后，我們計算一種在線遍歷規(guī)劃方法，漫游車可以從任何起始狀態(tài)(包括PSRs內(nèi)部)開始遵循該方法，以最大化其生存概率。”
拉馬爾及其同事概述的規(guī)劃方法被稱為恢復(fù)政策，因為它本質(zhì)上是一種后備策略，允許漫游車最大限度地增加到達“安全”的機會(即陽光將到達的區(qū)域，為其電池充電)。在他們的論文中，研究人員表明，在這種情況下計算這種復(fù)蘇政策可能具有挑戰(zhàn)性，因為它需要幾個近似值，如果非常不正確，可能會影響整體預(yù)測的可靠性。
“例如，時間是我們狀態(tài)空間的連續(xù)維度，需要離散化，”拉馬爾說。
“我們需要確保這種近似/離散化不會危險地扭曲對故障概率的預(yù)測。在月球南極，太陽光照是高度動態(tài)的；附近的山脈和環(huán)形山可能會在地表投下巨大的陰影。如果與(近似)政策假設(shè)相比，漫游者稍微落后于計劃，它可能會錯過關(guān)鍵的太陽能充電期。如果比政策設(shè)想的提前一點，也是如此。”
由于這些時間近似值極大地影響了太陽能漫游車回收政策的可靠性，拉馬爾和他的同事們保持了高度保守。這最終將失敗的風險降至最低，同時增加了該策略在現(xiàn)實任務(wù)中保持安全的可能性。
“我們認為這種方法在許多方面都是有用的，”拉馬爾說。“首先，它代表著向遠程自主移動規(guī)劃算法邁出了一步，該算法主動考慮(或‘推理’太陽能漫游車的風險。此外，我們的技術(shù)可以成為人類操作員在月球南極制定新的月球車任務(wù)的有用工具(它可以用于著陸點選擇、全球遍歷規(guī)劃和風險預(yù)測等)，甚至可以通過地面回路操作支持正在進行的任務(wù)。”
在未來，這個研究小組引入的回收政策可以應(yīng)用于月球上的真實世界探索任務(wù)，以降低在陰影區(qū)域丟失太陽能漫游車的風險。由于最近的研究是與美國宇航局的JPL合作進行的，這種方法很快就可以在各種現(xiàn)實的月球場景中進行測試。
“到目前為止，我們使用Cabeus環(huán)形山的軌道數(shù)據(jù)測試了我們的方法，但我們希望使用美國宇航局定制的太陽照明地圖，并將我們的技術(shù)應(yīng)用于月球南極的許多其他區(qū)域，這些區(qū)域有一天將被機器人或載人任務(wù)訪問，如Shackleton，F(xiàn)austini，Nobile，Haworth和Shoemaker環(huán)形山，”Lamarre補充道。“此外，我們目前正在研究新一代風險預(yù)測遠程導(dǎo)航算法，用于利用太陽能漫游車探索月球南極。”