Sau mười ba năm trên hành trình khám phá sao Hỏa, xe tự hành Curiosity ngày càng thông minh và hiệu quả hơn. Với khả năng làm nhiều việc cùng lúc, tự quản lý thời gian nghỉ, cùng các cải tiến kỹ thuật tinh tế, xe vẫn giữ được năng lượng và sự di chuyển ổn định khi tiếp tục khảo sát các vùng đất cổ đại của sao Hỏa để tìm dấu hiệu sự sống trong quá khứ.
Mười ba năm sau khi hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa, Curiosity của NASA đã được các kỹ sư nâng cấp, và thiết bị sáu bánh này có khả năng tự động cao hơn và thực hiện đa nhiệm cùng lúc.
Những cải tiến này nhằm tối ưu sử dụng nguồn năng lượng của Curiosity, từ bộ phát nhiệt điện phóng xạ đa nhiệm. Nhờ tăng hiệu quả, xe có thể tận dụng nguồn năng lượng dồi dào để tiếp tục tìm hiểu cách sao Hỏa chuyển đổi từ hành tinh có sông hồ thành thế giới lạnh khô như hiện nay.
Ngoài việc di chuyển và sử dụng cánh tay robot để kiểm tra đá và vách núi, Curiosity còn phải duy trì hoạt động của bộ phát sóng, máy ảnh và 10 thiết bị khoa học khác nhau. Nhiều bộ sưởi cũng cần thiết để giữ cho linh kiện điện tử và cảm biến hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt của sao Hỏa.
Curiosity sử dụng nguồn điện hạt nhân. Hệ thống này tạo điện từ nhiệt tỏa ra khi các viên plutonium phân rã, giúp sạc pin cho xe liên tục. Được biết đến với độ bền lâu dài (chẳng hạn hai tàu Voyager đã hoạt động với nguồn năng lượng tương tự từ năm 1977), các bộ nguồn này có thể duy trì hoạt động nhiều năm. Tuy nhiên, khi nhiên liệu plutonium dần suy yếu, thời gian sạc pin kéo dài hơn, nghĩa là xe sẽ có ít năng lượng hơn cho các hoạt động khoa học hàng ngày.
Quản lý nguồn năng lượng
Nhóm kỹ sư quản lý nguồn năng lượng hàng ngày của xe rất cẩn thận, tính toán lượng tiêu thụ của từng thiết bị. Mặc dù các linh kiện đã được thử nghiệm kỹ trước khi phóng, chúng vẫn là một phần của hệ thống phức tạp mà những sự cố hiếm gặp chỉ lộ ra sau nhiều năm hoạt động trong môi trường khắc nghiệt của sao Hỏa. Bụi, bức xạ và sự thay đổi nhiệt độ đột ngột làm phát sinh những tình huống không lường trước được.
Thông thường, các kỹ sư tại JPL gửi cho Curiosity danh sách công việc cần làm từng việc một, sau đó xe tự hành nghỉ ngơi để sạc lại pin. Năm 2021, nhóm bắt đầu nghiên cứu khả năng kết hợp hai hoặc ba nhiệm vụ cùng lúc để giảm thời gian hoạt động của xe.
Chẳng hạn, Curiosity thường truyền dữ liệu và hình ảnh cho một tàu quỹ đạo bay ngang, tàu này chuyển tiếp về Trái Đất. Liệu rover có thể vừa truyền dữ liệu, vừa di chuyển, vừa điều khiển cánh tay robot hoặc chụp ảnh nhằm giúp rút ngắn kế hoạch mỗi ngày, giảm thời gian bật sưởi và tiết kiệm năng lượng? Thử nghiệm cho thấy Curiosity hoàn toàn có thể làm được, và hiện nay các nhiệm vụ này đã thành công trên sao Hỏa.
Một cải tiến khác là để Curiosity tự quyết định khi nào nghỉ nếu hoàn thành nhiệm vụ sớm. Kỹ sư luôn dự phòng thêm thời gian cho mỗi hoạt động để đề phòng sự cố. Giờ đây, nếu xe xong việc trước thời hạn, nó sẽ tự động nghỉ sớm.
Nhiều năm nâng cấp và khắc phục sự cố
Trên thực tế, nhóm kỹ sư đã liên tục bổ sung khả năng mới cho Curiosity trong nhiều năm qua. Một số sự cố cơ khí khiến họ phải thiết kế lại cách khoan nghiền đá lấy mẫu, đồng thời cập nhật phần mềm điều khiển lái xe. Khi một bánh xe lọc màu trên camera Mastcam bị kẹt, nhóm đã tìm cách xử lý để vẫn chụp được ảnh panorama tuyệt đẹp.
JPL cũng phát triển thuật toán giảm mài mòn cho bánh xe bị hao mòn bởi đá. Dù theo dõi sát tình trạng hư hại, nhóm không lo lắng: sau 35 km đi được, dù có một vài lỗ thủng, bánh xe vẫn còn nhiều khả năng di chuyển. Trong trường hợp xấu nhất, Curiosity có thể tháo phần lốp hỏng và vẫn chạy được trên phần còn lại.
Curiosity là một robot thám hiểm kích cỡ ô tô, sáu bánh, được thiết kế và chế tạo bởi JPL — trực thuộc Viện Công nghệ California (Caltech) ở Pasadena. Curiosity đã bền bỉ khám phá sao Hỏa từ khi hạ cánh năm 2012.
Ảnh mô phỏng tuyến đường dự kiến của Curiosity khi đang leo lên phần thấp của núi Sharp trên sao Hỏa. Bản đồ chú thích các khu vực khác nhau mà các nhà khoa học muốn khám phá trong những năm tới. Ảnh: NASA
Ảnh chụp dấu bánh xe của Curiosity ngày 26/7/2025 khi rover truyền dữ liệu tới tàu quỹ đạo sao Hỏa. Việc kết hợp các nhiệm vụ như thế này giúp sử dụng năng lượng từ nguồn hạt nhân của Curiosity hiệu quả hơn. Ảnh: NASA
