Qualcomm hợp tác với NASA phát triển trực thăng Sao Hỏa

Mới đây, Qualcomm Technologies, gồm Qualcomm Government Technologies và Qualcomm CDMA Technologies, đã chia sẻ về dự án hợp tác cùng Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) trong việc phát triển các công nghệ và giải pháp hỗ trợ cho chiếc trực thăng sao Hỏa mang tên Ingenuity thực hiện chuyến bay bằng động cơ đầu tiên của lên một hành tinh khác.

Được phát triển từ năm 2014, dự án trực thăng Sao Hỏa được xem là đỉnh cao của quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt và đổi mới. Dự án có ý nghĩa như một sự biểu diễn về công nghệ của JPL để cho thấy cách mà máy bay tự động sẽ có thể mở rộng giới hạn của việc khám phá, nghiên cứu và thu thập dữ liệu về không gian cho các nhiệm vụ và thiết kế trong tương lai như thế nào.

Những thử thách đặc biệt đối với việc vận hành máy bay trực thăng trên sao Hỏa do sự khắc nghiệt của không gian đã thách thức nền tảng Qualcomm Flight, thực chất có thể hoàn toàn giải quyết được.

Khó khăn lớn nhất là việc tự vận hành. Do các tín hiệu mất vài phút để đến nên việc điều khiển trực thăng thông qua điều khiển từ xa theo đúng thời gian thực là điều không thể. Thay vào đó, các máy bay trực thăng phải nhận lệnh cho việc tự vận hành được truyền cách hàng triệu dặm và bị trễ khoảng 3 đến 22 phút. Từ đó, một thử thách tiếp theo là đảm bảo rằng hệ thống xử lý hoạt động tự động có khả năng về điện toán đủ cao, đồng thời tiêu thụ điện năng thấp do phần lớn điện năng sử dụng trong máy bay trực thăng đến từ một lò sưởi để giữ ấm cho các bộ phận vào buổi tối trên Sao Hỏa. Mặc dù Qualcomm Flight ban đầu không được thiết kế để du hành vũ trụ nhưng nó có các tính năng vận hành tự động mạnh mẽ, một điểm khởi đầu tuyệt vời để giải quyết một số thách thức trước mắt này.

Nền tảng Qualcomm Flight hỗ trợ cho trực thăng Ingenuity. (Nguồn ảnh: NASA/JPL-Caltech)

Ngoài chức năng tự vận hành linh hoạt, bức xạ trên Sao Hỏa và điều kiện khí quyển cũng là những điều cần cân nhắc quan trọng đối với JPL trong việc xác định lựa chọn nền tảng robot phù hợp. Nhiệt độ khắc nghiệt và chu kỳ thay đổi nhiệt độ có thể làm mòn các bộ phận rất nhanh.

Thêm vào đó, một số dạng bức xạ không gian sẽ làm hỏng silicon dần dần hoặc đột ngột. Thông thường, việc thử nghiệm kỹ lưỡng sẽ là biện pháp lý tưởng, cùng với việc làm cứng không gian (space hardening). Thông qua phân tích của JPL, họ có thể xác định rằng một số đặc tính nhất định của công nghệ Qualcomm Flight sẽ giảm rủi ro gặp lỗi và đáp ứng đủ điều kiện cho chuyến bay đầu tiên đến hành tinh khác.

Ban đầu, Qualcomm Flight được phát triển dành cho tính năng bay tự động. Nền tảng này tập trung vào các lợi ích công nghệ nhắm đến mảng điện tử tiêu dùng của thiết bị drone, chẳng hạn như video 4K ultra-HD, điện toán di động không đồng nhất, điều hướng thông qua đo thi giác quán tính và tính năng hỗ trợ bay - tất cả đều nằm trong một kích thước cực kỳ nhỏ và có độ bền cao. Trong khi đó, đây lại chính là tất cả các tính năng cần thiết khi JPL xem xét các hạn chế của việc vận hành từ xa một chiếc trực thăng trên Sao Hỏa và các thuật toán phức tạp mà nó sẽ cần phải tính toán.

Chuyến bay tự vận hành bằng trực thăng trên Sao Hỏa rất quan trọng để điều hướng đến các khu vực mà Rover (thiết bị thám hiểm bề mặt hành tinh) không thể dễ dàng tiếp cận, đồng thời mở ra các khả năng mới cho việc khám phá, thu hình với độ phân giải cao và di chuyển xa hơn nhờ tốc độ nhanh hơn.

Một yếu tố chính giúp Qualcomm có được khởi đầu thuận lợi trong việc hợp tác với JPL là phương pháp thử nghiệm rộng rãi đối với công nghệ thương mại. Qualcomm luôn nỗ lực để phá vỡ giới hạn của chính những công nghệ đang phát triển và điều đó lại tạo điều kiện cho các cơ hội liên quan khác. Điều này đã hợp lý hóa quá trình tích hợp Qualcomm Flight vào dự án của JPL và minh họa cách mà các giải pháp có tính tích hợp cao và việc thử nghiệm nghiêm ngặt của chúng tôi cho phép các giải pháp Qualcomm Technologies dễ dàng thích ứng với nhu cầu của các phân khúc ngành khác. Qualcomm Flight sẽ không chỉ thành công trong quá trình kiểm tra phần cứng nghiêm ngặt tại phòng thí nghiệm của riêng mà còn vượt qua các bài kiểm tra mô phỏng của JPL đối với Sao Hỏa ở đây trên Trái Đất.

Nền tảng phát triển robot Snapdragon Flight.

Dự án này cũng đã cho Qualcomm một cơ hội đặc biệt để kiểm tra nền tảng trước các điều kiện khắc nghiệt mà Ingenuity sẽ phải tiếp xúc. Thử nghiệm này cũng tạo ra những bài học giá trị giúp ứng dụng vào các nhiệm vụ trong tương lai. Ví dụ, Qualcomm có thể định lượng cho JPL xem các bộ phận bị xuống cấp như thế nào sau khi tiếp xúc với bức xạ và giúp họ mô phỏng rủi ro. Điều này cho phép JPL quyết định có thực hiện một nhiệm vụ bay cụ thể trong tương lai hay không.

Bên cạnh việc kích hoạt tính năng tự động của Ingenuity, Qualcomm Flight cũng được sử dụng trong hệ thống liên lạc của Mars Rover. Khả năng tính toán của Qualcomm Flight trên Rover xử lý các bức ảnh do trực thăng chụp lại. Điều này cho phép cả Ingenuity và Rover làm việc song song để thu thập và chuẩn bị những bức ảnh đẹp nhất có thể để gửi về cho nhóm JPL ở Trái Đất.

Thanh Tùng (T/h)