O rover Perseverance já identifica, de forma autónoma, a sua localização em Marte
20 de fevereiro de 2026
Esta panorâmica do Perseverance é composta por cinco pares estéreo de imagens da câmara de navegação que o rover combinou com imagens orbitais para identificar a sua posição no dia 2 de fevereiro de 2026, utilizando uma tecnologia chamada Mars Global Localization.
Crédito:
NASA/JPL-Caltech
Imagine que está sozinho, a conduzir por um deserto rochoso e implacável, sem estradas, sem mapa, sem GPS e sem mais do que um telefonema por dia para que alguém o informe exatamente onde está. É por algo semelhante que o rover Perseverance da NASA tem passado desde que pousou em Marte há cinco anos. Embora disponha de ferramentas testadas pelo tempo para determinar a sua localização geral, o rover tem necessitado de operadores na Terra para lhe dizerem exatamente onde está - até agora.
Uma nova tecnologia desenvolvida no JPL da NASA, no sul do estado norte-americano da Califórnia, permite ao Perseverance descobrir o seu paradeiro sem pedir ajuda a humanos. Denominada "Mars Global Localization", a tecnologia inclui um algoritmo que compara rapidamente imagens panorâmicas das câmaras de navegação do rover com mapas orbitais do terreno a bordo. Correndo num potente processador que o Perseverance utilizou originalmente para comunicar com o helicóptero Ingenuity, o algoritmo demora cerca de dois minutos a localizar o rover com uma precisão de cerca de 25 centímetros. A Mars Global Localization foi utilizada pela primeira vez, com êxito, nas operações regulares da missão a 2 de fevereiro e depois novamente a 16 de fevereiro.
"Isto é como dar ao rover um GPS. Agora pode determinar a sua própria localização em Marte", disse Vandi Verma do JPL, engenheira-chefe das operações robóticas da missão. "Significa que o rover será capaz de percorrer autonomamente distâncias muito maiores, o que nos permitirá explorar mais do planeta e obter mais dados científicos. E poderá ser utilizado por quase todos os outros rovers que viajem depressa e para longe".
A atualização é especialmente valiosa dado o bom funcionamento do sistema de autonavegação do Perseverance. Permitindo que o rover planeie novamente o seu caminho para contornar obstáculos a caminho de um destino pré-estabelecido, o AutoNav provou ser tão capaz que a distância que o Perseverance pode percorrer sem instruções da Terra é em grande parte limitada pela incerteza do rover no que toca à sua localização. Agora que pode parar e determinar a sua localização exata, o Perseverance pode ser comandado para percorrer distâncias potencialmente ilimitadas sem "ligar para casa". A implementação da tecnologia Mars Global Localization vem na sequência de outra inovação da equipa do Perseverance: a primeira utilização de inteligência artificial generativa para ajudar a planear uma rota, selecionando pontos de passagem para o rover, que são normalmente escolhidos por operadores humanos. Ambas as tecnologias permitem ao Perseverance viajar mais longe e mais depressa, minimizando a carga de trabalho da equipa.
Para além da odometria visual
Ao contrário do que acontece na Terra, não existe uma rede de satélites GPS no espaço profundo para localizar veículos nas superfícies planetárias. Assim, as missões - sejam elas robóticas ou tripuladas - têm de encontrar outras formas de determinar a sua localização.
Tal como os anteriores rovers da NASA, o Perseverance segue a sua posição usando o que se chama odometria visual, analisando características geológicas em imagens de câmaras tiradas de poucos em poucos metros, tendo em conta o deslizamento das rodas. Mas à medida que os pequenos erros do processo se vão acumulando ao longo de cada viagem, o rover torna-se cada vez mais inseguro quanto à sua localização exata. Em trajetos longos, a noção que o rover tem da sua posição pode ter um erro de até 35 metros. Acreditando que pode estar demasiado perto de um terreno perigoso, o Perseverance pode terminar prematuramente a sua viagem e esperar por instruções da Terra.
"Os humanos têm de lhe dizer: 'Não estás perdido, estás a salvo. Continua a andar", disse Verma. "Sabíamos que se resolvêssemos este problema, o rover poderia ir muito mais longe todos os dias".
A nova tecnologia, denominada Mars Global Localization, permite ao Perseverance da NASA identificar a sua localização através de um algoritmo a bordo que faz corresponder as características do terreno nas imagens da câmara de navegação (a imagem circular, denominada ortomosaico) às das imagens orbitais (o fundo).
Crédito:
NASA/JPL-Caltech
Depois de cada paragem, o rover envia uma imagem panorâmica de 360 graus para a Terra, onde os especialistas em mapeamento fazem corresponder as imagens com as da nave espacial MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) da NASA. A equipa envia então ao rover a sua localização e instruções para a sua próxima viagem. Este processo pode demorar um dia ou mais, mas com a Mars Global Localization, o rover é capaz de comparar as imagens por si próprio, determinar a sua própria localização e seguir em frente na sua rota pré-planeada.
"Demos ao rover uma nova capacidade", disse Jeremy Nash, engenheiro de robótica no JPL que liderou a equipa que trabalhou no projeto sob a direção de Verma. "Este tem sido um problema em aberto na investigação em robótica há décadas, e tem sido muito excitante implementar esta solução no espaço pela primeira vez".
A pequena equipa começou a trabalhar em 2023, testando a precisão do algoritmo que tinham desenvolvido utilizando dados de 264 paragens anteriores do rover. O algoritmo comparou as fotografias panorâmicas do rover com as imagens da MRO e identificou corretamente a localização do rover em cada uma das paragens.
Como o Ingenuity ajudou
A chave para a Mars Global Localization é o instrumento HBS (Helicopter Base Station) do rover, que o Perseverance utilizou para comunicar com o agora reformado helicóptero marciano Ingenuity. Equipado com um processador comercial utilizado por muitos smartphones em meados da década de 2010, o HBS funciona mais de 100 vezes mais depressa do que os dois computadores principais do rover, que, construídos para sobreviver ao ambiente de radiação intensa de Marte, são baseados em hardware introduzido em 1997.
O algoritmo Mars Global Localization funciona num processador comercial no instrumento HBS (Helicopter Base Station) - a caixa dourada superior que foi integrada, numa sala limpa, no rover Perseverance da NASA. O Perseverance utilizava este componente para comunicar com o agora reformado helicóptero Ingenuity.
Crédito:
NASA/JPL-Caltech
Sendo uma demonstração tecnológica concebida para testar capacidades, a missão do Ingenuity pôde arriscar a utilização de chips comerciais mais potentes no HBS e no helicóptero, apesar de não terem sido testados no espaço. Valeu a pena: esperava-se que não voasse mais do que cinco vezes, mas o helicóptero efetuou 72 voos.
O poder do processador do HBS inspirou Verma a procurar formas de o aproveitar na missão Perseverance. "É quase como uma dádiva. O Ingenuity abriu o caminho, provando que podíamos usar processadores comerciais em Marte", disse Verma.
A utilização do computador do HBS tem tido os seus desafios. Para resolver o problema da fiabilidade, a equipa desenvolveu uma "verificação de sanidade": o algoritmo é executado no HBS várias vezes antes de um dos computadores principais do rover verificar se os resultados coincidem. Durante os testes, a equipa verificou repetidamente que a posição do rover estava errada em 1 milímetro. Descobriram danos em cerca de 25 bits - uma fração minúscula do 1 gigabyte de memória do processador - e desenvolveram uma solução para isolar esses bits enquanto o algoritmo corre.
Juntamente com o processo mais vasto da tecnologia Mars Global Localization, espera-se que a verificação de sanidade e as soluções de memória da equipa encontrem novas utilizações à medida que forem sendo utilizados processadores comerciais mais rápidos em futuras missões. Entretanto, a equipa já voltou a sua atenção para a Lua, onde as difíceis condições de iluminação e as longas e frias noites lunares tornam ainda mais crítico saber exatamente onde as naves espaciais se encontram.
