毅力号于 2 月登陆火星包括 20 秒令人伤脑筋的时间，因为漫游车通过降落伞下降到地面，并仅依靠地形相对导航 (TRN) 系统在 Jezero 陨石坑找到安全着陆点。

一切都很顺利，但 NASA JPL 的毅力任务工程师在此之前一直处于针锋相对的状态，其中包括领导 TRN 开发六年多的 Andrew Johnson 博士。

“你担心你做对了吗，”他在周二启动传感器创新周：夏季编辑的主旨采访中说道中国机械网okmao.com。（请参阅下面嵌入的完整视频采访。）“在着陆之前，正如预期的那样，我们所有人都非常紧张，几个月前。它的效果比我们想象的还要好。我们很高兴。”

Johnson 是 NASA JPL 的首席机器人系统工程师，他于 1997 年在卡内基梅隆大学获得机器人学博士学位后开始工作。

他深入介绍了 TRN 如何在火星上进行首次尝试。从来没有办法证明它在地球上的真实世界测试中完全有效，因为使用真正的火箭太昂贵了。

相反，工程师依靠数百次模拟来了解其惯性测量单元 (IMU) 以及专门制造的计算机和相机的性能。飞行员确实在加利福尼亚沙漠上空 2.6 英里处驾驶了一架真正的直升机——如此之高，他们需要氧气——来现场测试着陆器视觉系统在估计位置时的表现。

尽管一切顺利，约翰逊还是透露了一些有关 2 月 18 日登陆的见解，这些见解当时并未被广泛报道。

他解释说：“我们预计降落在着陆椭圆的中间，这是三角洲形成的悬崖旁边的一个非常平坦且良性的区域，但结果是风把我们吹向东南方向的降落伞。” TRN 系统选择了船上剩余燃料可以到达的最安全地点。

“最安全的地点……与预定目标相距甚远，完全没问题，而且在可接受范围内，”他说。但附近仍然有大而锋利的巨石。在它最后的安息之地，火星车停在一块有一些小石头的地方。

TRN 的工作方式是通过比较向下的摄像头看到的内容，在 FPGA 的帮助下以及专用计算机和 IMU 的处理下，在降落伞上每秒处理超过 20 秒的图像。这些地标图像将与之前由火星轨道飞行器拍摄的 Perseverance 号上存储在 NAND 上的地图上的地标进行比较。约翰逊播放了一部短片，展示了计算机如何将预先记录的表面图像与实时图像进行比较，并用蓝色和绿色方块标记主要着陆位置的匹配项。

科学家们事先就知道 Jezero 有“大量的危险，包括陡峭的悬崖、巨石场和无法摆脱的沙丘。一旦你知道自己在哪里，我们就必须建立一个系统来避免危险。”

所有这些着陆点的选择都是我的毅力自主完成的，因为从火星与地球的通信需要 11 分钟（因为火星距离地球 2.22 亿英里），而火星车从大气层顶部到达地面需要 7 分钟。“没有办法操纵操纵杆登陆火星，”他说。“所有这些都必须是自主的，并且必须第一次运行，因为我们从未在地球上真正测试过它。”

工程师之前已经加载了轨道飞行器拍摄的表面地图，这些地图显示了 20 公里乘 20 公里区域内的危险，以防万一像风这样的东西可能会迫使毅力偏离轨道。

TRN 在火星上的工作还没有完成。工程师已将 Perseverance 计算机重新用于漫游车桅杆上的摄像头的立体视觉，并将其输入到计算机中，以显示它在绕过危险时为自主导航移动了多远。TRN 帮助 Perseverance 以比之前在火星上的漫游者好奇号快三到五倍的速度到达目的地。

TRN 将用于未来的火星登陆任务，并可用于登陆月球、彗星或小行星。一个明显的应用是地球上的自主飞行无人机用于包裹递送，作为 GPS 坐标的备份。SpaceX 等商业公司正计划在没有 GPS 的情况下登陆月球，但准确着陆至关重要。

TRN 依赖于将实时图像与记录的地图进行比较，但在某些情况下没有地图。卡西尼号任务绘制了土星卫星泰坦的地图，蜻蜓无人机将在未来的任务中降落在那里，但这些地图不被认为是高分辨率的。木星卫星木卫二将被欧罗巴快船访问，它将围绕冰冷的卫星运行，以调查它是否有适合生命存在的条件。

Perseverance on Mars 的主要任务是驱车前往不同地点收集灰尘和岩石样本，最终将这些样本送回地球进行分析，以寻找火星上古老微生物生命的证据。这些未来的任务最早可能是 2026 年。