美國宇航局最近正在探索一種新概念：讓一隊小型太空車協同工作，作為一個整體來解決問題、做出決策。如果其中哪臺車卡住走不動了，團隊裡的其它成員可以拋棄它繼續完成任務。
作為合作自主分散式機器人探索（CADRE）專案的一部分，美國宇航局的工程師們正在設計鞋盒大小的緊湊型移動機器人（相比之下，毅力號的尺寸跟小型 SUV 差不多），用於自主探索月球和其他行星。這些太空車將作為一個團體運作，從隕石坑、洞穴等之前難以到達的地方收集資料。
NASA 希望能在未來幾年內用 CADRE 小型機器人內執行一次演示性任務，探索月球上巨大的熔岩管 —— 在這些區域，表層土壤已經硬化，但熔岩仍在其下流動。CADRE 將乘坐著陸器踏上這段旅途，它隨後將會被彈射至月球表面。
“我們的想法是，如果有兩個或三個可以部署的月球車，就可以讓其中一個進入熔岩管，”NASA 格倫研究中心的機器人和計算建模工程師亞歷克斯・謝佩爾曼（Alex Schepelmann）表示，“而且我們心裡有數，進到裡面的月球車基本上就出不來了。”
謝佩爾曼說，儘管這個月球車再也回不到月球表面了，但它仍然可以向其小組的其他成員傳遞資訊。只要月球車之間能夠相互聯絡，任務就可以繼續下去。
每部車都會配有小型計算機、無線電以及用於捕捉 3D 影象的立體攝像機。單拎出來看的話，它們哪臺都收集不到大型太空車那麼多的資料，但每次多部署幾臺的話就能降低任務失敗的災難性風險。
CADRE 是由噴氣推進實驗室開發，由美國宇航局格倫研究中心的模擬月球操作（SLOPE）實驗室的研究人員進行測試。SLOPE 就是測試 VIPER（極地揮發性物質探測車）的那個實驗室，VIPER 將於 2023 年 11 月發射升空，去探查月球上的固態水。CADRE 有一個重要目標，就是防止 “勇氣號” 火星車的悲劇再次發生 —— 這件事是所有熱愛太空探索的人的噩夢。
“勇氣號” 是 2004 年被派遣至火星的兩部太空車之一，它們的任務是分別探索火星的兩面。“勇氣號” 發回了前所未有的火星的細節圖。但在執行任務的第五年，“勇氣號” 的輪子陷在了柔軟的沙子裡。NASA 的工程師們花了八個月時間試著讓它脫困，但多次失敗過後， “勇氣號” 最終還是被放棄了，變成了靜止的觀測平臺。
為了確保新的太空車不會被卡住，SLOPE 模擬了它們將要面對的獨特地形，包括月球的粉狀土壤和火星的岩石表面等等。研究人員憑藉一對立體攝影機，運用運動捕捉技術建立了數以千計的 3D 圖片，用於測量每部太空車的速度及其輪胎的動態，幫助他們預測土壤可能產生的反應。
謝普爾曼表示：“這套系統讓我們能夠真正瞭解它們的牽引性。現在，這些機器人各個部分的動態基本都能測量到。”
亞利桑那大學研究自主探索系統的電子和計算機工程副教授沃爾夫岡・芬克（Wolfgang Fink）表示，儘管像 “好奇號” 和 “毅力號” 這樣的太空車已經擁有了有限的自主性，但透過像 CADRE 這樣的專案向完全自主的轉變將使人類能夠探索此前無法到達的地方。
平均來說，地月之間的通訊只需幾秒鐘時間，但火星傳回來的資訊則需要幾分鐘才能到達地球。而在土衛六那麼遠的地方，任務控制中心與著陸器或太空車之間的通訊延遲則長達好幾個小時，這意味著任何意料之外的狀況都會讓整個任務陷入危險境地。我們想要探索的地方離地球越遠，自主性就越重要。
參考：
https://www.technologyreview.com/2021/11/02/1039091/nasa-new-mobile-rovers-autonomy-cooperative
審校：高潭清
