Vào ngày 19 tháng Tư vừa qua, trực thăng lên thẳng của NASA với tên gọi Ingenuity đã làm nên lịch sử khi thực hiện chuyến bay đầu tiên của loài người cất cánh từ sao Hỏa. Chuyến bay này đáng lẽ có thể xảy ra sớm hơn, nếu như hệ thống kiểm tra của trực thăng Ingenuity không phát hiện một số trục trặc trong vận hành cánh quạt.
Chuỗi nhiệm vụ chính của các nhà khoa học NASA ngay lập tức thêm bước tối quan trọng nữa: gửi bản cập nhật phần mềm từ Trái Đất cho chiếc trực thăng nặng chỉ hơn 1 kilogram trên sao Hỏa.
Trực thăng Ingenuity, một thiết bị bay thử nghiệm trị giá 85 triệu USD, nằm dưới sự điều khiển của đội ngũ vận hành robot Perseverance trực thuộc NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory).
Ingenuity bắt đầu “có mặt” trên sao Hỏa từ tháng Hai, cùng với xe tự hành Perseverance, nhưng đến tận ngày 7 tháng Tư vừa qua, nó mới bắt đầu kiểm tra các cánh quạt. Sau đó 2 ngày, vào ngày thứ 49 theo lịch sao Hỏa, phía NASA cảm thấy có gì đó không ổn với Ingenuity.
Trực thăng đầu tiên của con người trên sao Hỏa Ingenuity
Theo ông Dave Lavery, giám đốc chương trình Khám phá Hệ Mặt trời tại trụ sở NASA đồng thời là giám đốc chương trình trực thăng, thì: “Ingenuity, trong khi đang chuẩn bị thực hiện bài kiểm tra quay cánh quạt tốc độ cao, đã không chuyển từ chế độ kiểm tra trước khi bay sang chế độ bay như dự tính. Bảng mạch bên trong nó không cho rằng các máy tính điều khiển bay đang hoạt động bình thường, dù cho nó đã được xác nhận về điều đó.”
Khi điều này xảy ra, ông Lavery cho biết, các máy tính trên Ingenuity đã thực hiện chính xác điều cần làm để tránh tổn hại nếu cất cánh: ngay lập tức chuyển chiếc trực thăng sang chế độ ngủ, chờ đợi chỉ dẫn từ phía Trái Đất.
Mặc cho việc có những sai sót trong việc thông tin giữa bảng mạch trên máy bay và các máy tính điều khiển bay, ông Lavery cho hay, những chức năng quan trọng của Ingenuity (như giao tiếp, kiểm soát nhiệt độ và năng lượng) vẫn hoạt động ổn định.
Nhưng để 2 máy tính trên Ingenuity tiếp tục trao đổi lại với nhau (điều cần thiết để thực hiện bay), đội ngũ tại JPL cần phải gửi một bản cập nhật phần mềm cho chiếc trực thăng từ Trái Đất. Việc điều chỉnh phần mềm có thể được thực hiện rất nhanh, theo phía NASA, nhưng xác minh nó và gửi gói phần mềm tới Ingenuity có thể sẽ tốn thời gian.
“Trên lý thuyết, quá trình cập nhật phần mềm cho Ingenuity cũng tương tự như khi một người dùng tải bản cập nhật từ nhà cung cấp hệ điều hành và rồi cài đặt nó trên máy tính cá nhân.”, ông Lavery giải thích.
Nhưng thay vì được tải về trực tiếp bởi người dùng, bản cập nhật cho Ingenuity được truyền qua vài máy tính khác nhau được kết nối trong không gian, với tên gọi Deep Space Network - Mạng Không gian Xa xôi.
Bước đầu tiên của việc cập nhật phần mềm cho chiếc trực thăng trên sao Hỏa là thiết kế và xác minh phần mềm trên Trái Đất. “Phần mềm cho trực thăng Ingenuity được phát triển trên Trái Đất, nên nó phải trải qua quá trình xác minh và kiểm thử cẩn thận để đảm bảo độ an toàn và các chức năng hoạt động đầy đủ.”, ông Lavery giải thích, “Điều này bao gồm thử nghiệm phần mềm trên các hệ thống mô phỏng tương tự với hệ thống điều khiển bay”.
Nhóm điều khiển Ingenuity tại trung tâm JPL thuộc NASA
Khi các bản cập nhật đã được chấp thuận ở Trái Đất, chúng sẽ được nén lại và chia thành nhiều phần để được gửi qua hệ thống Deep Space Network (DSN), mạng viễn thông bao gồm những anten vô tuyến khổng lồ nằm quanh Trái Đất, với mục đích phục vụ NASA giao tiếp hai chiều với các tàu không gian.
Ông Lavery tiếp tục: “Những mảnh phần mềm này được gửi từ JPL, qua mạng DSN, tới một trong những vệ tinh đang quay quanh sao Hỏa và rồi được truyền xuống xe tự hành Perseverance trên bề mặt Sao Hỏa, nơi chúng được ráp lại thành gói phần mềm hoàn chỉnh.”
Khi bản cập nhật phần mềm đã “hạ cánh an toàn” tới xe tự hành Perseverance, nó sẽ được chuyển tới Ingenuity qua bộ phận Helicopter Base Station (Trạm Trực thăng), thứ mà Lavery mô tả là “một bộ điều khiển cố định bên trong xe tự hành với nhiệm vụ thu thập, lưu trữ và cấu hình các giao tiếp dữ liệu giữa xe tự hành và trực thăng”. Và rồi, cuối cùng thì Ingenuity có thể cài đặt bản cập nhật phần mềm lên các máy tính của nó rồi khởi động lại.
Ông Lavery cho hay, khả năng giải quyết vấn đề theo thời gian thực như thế này không phải là điều ngoài dự kiến với những nhiệm vụ như Ingenuity. Và quả vậy, nhờ bản cập nhật được xử lý nhanh chóng, sau đó truyền từ Trái Đất tới sao Hỏa, chiếc trực thăng nhỏ bé Ingenuity đã đi vào lịch sử như là thiết bị bay đầu tiên của con người cất cánh trên hành tinh đỏ.