La Nasa ha scelto il luogo ideale per il test del piccolo elicottero, una zona di cento metri quadrati sul cratere Jezero, dove Perseverance lo sta conducendo e dove – dopo sei lunghi giorni di dispiegamento – sarà nella configurazione finale per effettuare il primo tentativo di volo di un aeromobile su un altro pianeta
Ci siamo quasi: ancora poche settimane e finalmente, per la prima volta nella storia dell’esplorazione spaziale, vedremo un oggetto costruito dall’uomo solcare i cieli di un pianeta diverso dal nostro. Il pianeta è Marte. Il manufatto tecnologico è Ingenuity (“Ginny” per gli amici), il piccolo elicottero targato Nasa della missione Mars 2020. La data del primo volo di test: intorno all’8 aprile 2021, fa sapere l’agenzia spaziale statunitense.
Quella che aspetta Ingenuity – il cui nome, proposto da una giovane studentessa dell’Alabama e scelto dal concorso “Name the rover”, significa ingegnosità – è un’impresa non da poco. Volare in modo controllato su Marte è infatti molto più difficile che volare sulla Terra. Il piccolo drone marziano non solo dovrà sopravvivere alle gelide notti marziane, con temperature fino a meno 90 gradi Celsius, ma dovrà librarsi in volo in un’atmosfera molto rarefatta, circa l’un per cento della densità della nostra atmosfera. Ciò significa che per restare in volo le sue pale devono ruotare molto più velocemente di quanto sarebbe richiesto a un elicottero della sua stesa massa sulla Terra. L’unico vantaggio che il drone potrà sfruttare è la gravità del pianeta, pari a circa un terzo di quella terrestre.
Data la sua natura sperimentale – si tratta di un prototipo dimostrativo della capacità di effettuare un volo controllato e motorizzato nell’atmosfera di un altro mondo – c’è una lunga lista di tappe che l’elicottero deve superare prima di poter decollare e successivamente atterrare sul Pianeta rosso.
La prima l’ha superata con successo il 18 febbraio scorso, il giorno in cui, dopo quattrocento settantuno milioni di chilometri percorsi nel ventre del rover Perseverance, è arrivato su Marte. Quattro giorni fa, il 21 marzo 2021, il rilascio dello scudo di grafite, che lo ha protetto durante l’atterraggio del rover, ha permesso di mettere il segno di spunta anche al secondo obiettivo.
A questo punto la sfida è dispiegare il veicolo al centro del luogo scelto dalla Nasa come “eliporto” (lo vedete indicato nell’immagine qui accanto): un’area di cento metri quadrati, piana e non accidentata all’interno del cratere Jezero, zona verso la quale Perseverance si sta dirigendo. Un processo, questo del rilascio di Ingenuity sulla superficie marziana, che richiederà sei lunghi giorni marziani.
«Questo tipo di spiegamento non è mai stato fatto prima», ricorda Farah Alibay, responsabile delle operazioni di integrazione del Mars Helicopter nel rover Perseverance. «Una volta avviata la sequenza di dispiegamento, non si può tornare indietro. Tutte le attività sono strettamente coordinate, irreversibili e dipendenti l’una dall’altra».
Nel primo dei sol il team attiverà il cosiddetto bolt-breaking device, un meccanismo che permetterà di rimuovere il blocco che tiene l’elicottero saldamente ancorato contro la pancia di Perseverance. Il sol seguente, l’attivazione pirotecnica di un dispositivo tagliacavi consentirà al braccio caricato a molla che trattiene Ingenuity di iniziare a ruotare dalla sua posizione orizzontale e a due delle quattro zampe del drone di dispiegarsi. Il terzo giorno un piccolo motore elettrico tirerà il braccio fino a portare Ingenuity in posizione perfettamente verticale, mentre il quarto giorno una seconda esplosione rilascerà le altre due zampe. Una sequenza di eventi che l’imager Watson, uno dei due occhi dello strumento Sherloc montato all’estremità del braccio robotico di Persy, monitorerà scattando immagini di conferma del raggiungimento della corretta configurazione.
Se fin qui andrà tutto come previsto, al quinto sol Ingenuity si troverà a soli 13 centimetri dal suolo marziano, collegato a Perseverance da un singolo bullone e una ventina di piccoli cablaggi: sarà l’ultima opportunità per utilizzare il rover come fonte di energia e caricare la batteria di Ingenuity, prima che il controllo missione dia il comando di distacco che gli permetterà di toccare Marte.
Nel sesto e ultimo sol del programma di schieramento, il team dovrà confermare tre cose: che le quattro gambe di Ingenuity siano saldamente ancorate sulla superficie del cratere Jezero; che il rover si trovi a circa 5 metri di distanza e che entrambi stiano comunicando tramite segnali radio: tre pietre miliari che segneranno l’inizio dei 30 sol durante i quali devono essere effettuati tutti i controlli preliminari e i test di volo.
«Non ci sono strumenti scientifici a bordo né abbiamo l’obiettivo di ottenere informazioni scientifiche» dice MiMi Aung, project manager di Ingenuity al Jpl. «Ingenuity è un test di volo ingegneristico sperimentale – vogliamo vedere se possiamo volare su Marte. Siamo fiduciosi che tutti i dati ingegneristici che vogliamo da Ingenuity, sia dalla superficie di Marte che in volo, possano essere ottenuti entro questa finestra di 30 sol».
Se sopravvivrà alla prima notte marziana in solitaria, dopo aver ricevuto le istruzioni finali di volo dal controllo missione del Jpl, il giorno seguente Ingenuity farà finalmente ruotare le sue pale a 2537 giri al minuto, decollando per la prima volta dalla superficie di un altro mondo. A una velocità di un metro al secondo, raggiungerà i tre metri di quota, dove rimarrà sospeso per 30 secondi prima di atterrare, ricaricare le batterie e inviare i dati del test a Perseverance. Dati che, insieme alle immagini e i video catturati dal rover, una volta trasferiti a Terra e analizzati permetteranno di determinare se il loro primo volo su Marte sia stato un successo e di pianificare ulteriori tentativi.
Se così fosse, la tecnologia di Ingenuity potrebbe giovare alle future esplorazioni del Pianeta rosso, aggiungendo alla ricerca planetaria fatta dal suolo e dall’orbita una dimensione aerea oggi non disponibile. Un’ultima curiosità: Ingenuity porta con seé un piccolo pezzo di stoffa che copriva Flyer I, il veicolo con cui i fratelli Wright hanno effettuato il primo volo a motore sulla Terra.
... Quanto mi piace questa idea dell'aver messo a bordo dell'elicotterino che farà il primo volo su Marte, un pezzo di stoffa del velivolo che compì il primo volo sulla terra! Adoro quando gli scienziati mettono del romanticismo in ciò che fanno...
Il decollo dell'elicottero della Nasa su Marte, Ingenuity, il primo apparecchio dotato di motore a volare su un altro pianeta, è stato riprogrammato "per non prima del 14 aprile". Lo ha reso noto la Nasa. Dopo il test riuscito nelle scorse ore, il decollo - paragonato all'impresa dei fratelli Wright, i pionieri dell'aviazione sulla Terra - era stato programmato per la notte tra domenica e lunedì (alle 12:30 "ora solare locale su Marte"). Adesso il cambio di programma.
"In base ai dati dell'elicottero Ingenuity Mars arrivati venerdì notte, la Nasa ha deciso di riprogrammare il primo volo sperimentale dell'elicottero non prima del 14 aprile", ha fatto sapere nel suo blog il Nasa Jet Propulsion Laboratory.
Dietro la ragione della sospensione c'è un errore registrato durante uno spin test ad alta velocità dei rotori del piccolo drone-elicottero, partito dalla Florida nel luglio 2020 attaccato alla pancia del rover Persevererance. Il rover è atterrato il 18 febbraio nel cratere Jezero del "Pianeta Rosso" dopo una rischiosissima discesa ad alta velocità durata sette minuti e dopo aver attraversato l'atmosfera di Marte. Ingenuity, grande quanto un pallone da calcio da 1,8 chilogrammi, ha telecamere integrate e un microfono per documentare il volo dalla sua prospettiva. Ma per ora bisogna attendere.
Il primo volo dell’elicottero è stato ulteriormente posticipato. La NASA ha comunicato che per risolvere il problema rilevato durante il test di rotazione ad alta velocità è necessario un aggiornamento software. Occorre pertanto effettuare una serie di operazioni prima di fissare una nuova data. Ingenuity è comunque funzionante e rimane in attesa dei comandi dal JPL (Jet Propulsion Laboratory).
Anche per Ingenuity serve una patch
Su Ingenuity non è installato Windows 10, ma anche l’elicottero funziona grazie al software. Dopo aver esaminato i dati ricevuti da Marte, gli ingegneri del JPL hanno considerato e testato varie soluzioni per risolvere il problema che si è verificato quando il computer di bordo ha tentato di effettuare il passaggio dalla modalità “pre-volo” alla modalità “volo”.
La soluzione scelta prevede la modifica del software di controllo del volo e il successivo upload. L’aggiornamento modificherà il processo di avvio dei due controller di volo, consentendo all’hardware e al software di passare in sicurezza allo stato di volo. Dato che il processo di validazione richiede tempo, la NASA non può ancora comunicare la data del nuovo test di rotazione ad alta velocità e quindi quella del primo volo marziano.
#MarsHelicopter update: Ingenuity is healthy, but it needs a flight software update. While the development of the software is straightforward, validating and uplinking it will take time. We will set a new flight date next week. https://t.co/b0MzMIPGKz pic.twitter.com/R2wYKaCxqY
Se non ci saranno nuovi problemi, l’agenzia spaziale statunitense dovrebbe annunciare la data del volo nel corso della prossima settimana. Ingenuity attende quindi l’update a pochi metri di distanza dal rover Perseverance, tramite il quale invia e riceve i comandi dalla Terra. L’elicottero è “in salute”. Tutte le funzioni critiche (alimentazione, comunicazione e controllo termico) sono perfettamente operative.
Il primo volo su un altro pianeta è diventato una realtà. Poco dopo le 12.30 ora italiana al Jet Propulsion Laboratory (JPL) della Nasa a Pasadena è giunta la conferma che l’elicottero Ingenuity aveva compiuto lo storico balzo dalla pianura Jezero su Marte. Un’immagine in bianco e nero ripresa dalla telecamera a bordo del drone-elicottero mostrava la sua ombra ripresa da tre metri di altezza. E dopo una trentina di secondi è atterrato di nuovo dimostrando che tutto aveva funzionato a dovere dopo le preoccupazioni e il rinvio dei giorni scorsi. E ancora pochi secondi dopo la sonda-madre Perseverance che lo aveva trasportato sul Pianeta Rosso, trasmetteva il video del robottino volante, pesante appena 1,8 chilogrammi. «È reale, è reale, sorprendente», gridava Mimi Aung a capo delle operazioni saltellando di gioia. E il«padre» di Ingenuity, l’ingegnere capo del progetto Bob Balaram sorrideva immobile, soddisfatto.
I test Le due pale controrotanti di 1,2 metri hanno sollevato il minielicottero alto 49 centimetri quasi in un balzo mentre giroscopio e altimetro garantivano la sua stabilità. Intanto trasmetteva i dati a Perseverance che rimbalzati da una sonda in orbita marziana venivano trasmessi alla stazione della Nasa in Spagna e infine al JPL di Pasadena dove l’attesa paralizzava i volti. C’era inquietudine per la prima prova di Ingenuity perché quando nei giorni scorsi avevano effettuato dei test alcune anomalie al sistema di controllo del minuscolo velivolo aveva paralizzato per una settimana le operazioni. Dopo aver verificato la causa hanno inviato un nuovo software con le correzioni e tutto doveva andare bene. E così è stato. Il progetto ideato da Bob Balaram ancora negli anni Novanta ma poi messo nel cassetto perché giudicato quasi impossibile rinasceva sei anni fa avviando la sua costruzione. Enormi difficoltà dovevano essere affrontate per riuscire a volare in un’atmosfera la cui densità è un centesimo di quella terrestre. Ma l’impresa è riuscita. Altri test seguiranno nelle prossime settimane. Intanto si è aperta la via ad un nuovo modo di esplorare il Pianeta Rosso.
grazie Manny!