Robotar invaderade Saharaöknen för Europas största roverfälttest, utspelar sig i en Mars-liknande del av Marocko. Under två veckor testade tre rovers och mer än 40 ingenjörer automatiserade navigationssystem på upp till fem olika platser.

Detta markerade slutet på den första fasen av det strategiska forskningsklustret om rymdrobotteknik, ett program som finansieras av EU:s Horisont 2020-program.

Klustret koordineras av projektet PERASPERA Ad Astra (latin för "till stjärnorna genom svårigheter"), som är ett partnerskap av Italiens rymdbyrå ASI, Frankrikes rymdbyrå CNES, DLR German Aerospace Center, Spaniens CDTI-teknikbyrå och UK Space Agency, UKSA, samordnas av ESA.

Platsen för fälttestet var en plats som betjänades av Ibn Battuta Centre, nära Erfoud på den norra kanten av Saharaöknen. Den vindblåsta ökenmiljön valdes av EU:s Europlanet Research Infrastructure som en bra match för Mars, och många andra håller med:det slutade med att teamen delade platsen med ett filmteam i Hollywood och kinesiska dokumentärskapare.

"Vad den här typen av fälttest ger dig är beviset på puddingen att din design fungerar bra, även i några av de mest utmanande miljöer vi kan föreställa oss, " förklarar Gianfranco Visentin, chef för ESA:s Automation and Robotics-sektion.

"Labbtestning av hårdvaran vi designar tar inte hänsyn till den variation naturen medför, från himlens ljus till landskapets form, texturen och färgerna på sanden och stenen. Att arbeta utomhus på detta sätt bevisar att våra system fungerar i mycket mer komplexa och komplicerade miljöer än vad som någonsin kan simuleras.

"För att ge ett exempel under detta fälttest, själva jämnheten och homogeniteten hos några av de stora sanddynerna visade sig vara svåra för datorseendealgoritmer att navigera, eftersom de är baserade på att identifiera egenskaper baserat på skillnad, så de började bete sig på oväntade sätt som vi inte sett förut.

"Våra utmärkta resultat inkluderade också några bra framgångar:SherpaTT-rovern klarade en resa på 1,3 km på helt autonom basis, medan dess autonoma vetenskapselement utlöste ett vetenskapligt förvärv på egen hand, utan uppmaning:den upptäckte några konstiga stenar och bad sedan huvudplaneraren att flytta in i en bättre position för att ta fler bilder.

"Det här är viktigt för framtiden, när det kommer att finnas många fler rovers på väg till Mars och de kommer att röra sig hundratals meter per dag. Det kommer inte att finnas skolor av analytiker för att granska varje bild – intelligenta roversystem kommer att behövas för att upptäcka vad som är intressant och skicka tillbaka det till jorden."

Som ett viktigt bidrag innan testet började, ESA flög en drönare för att kartlägga platsen, producerar digitala höjdmodeller ner till en upplösning på 4 cm. Denna "ground truthing" behövdes för att jämföra roverdata med observerad verklighet.

Kombinationen av ESA:s karta och de data som samlats in av de olika roversna utgör den största analoga testdatauppsättningen som någonsin gjorts och den kommer att användas för att validera algoritmer för ESA:s egna aktiviteter.

Fälttestet inkluderade deltagare från Tysklands DFKI Robotics Innovation Centre, DLR Institute of Robotics and Mechatronics, Rymdapplikationstjänster i Belgien, Magellium och laboratoriet för analys och arkitektur av system, LAAS, i Frankrike, GMV i Spanien, Kings College London och Airbus i Storbritannien.

PERASPERA är inställd på att gå till en ny fas, bygga på resultaten som visades i fälttestet, kulminerade i ett rymduppdrag för att demonstrera orbital robotik runt 2023.