Era il 18 febbraio 2021 quando, dopo un viaggio nello spazio di poco più di sei mesi (partito dalla Terra con il lancio del 30 luglio 2020), la missione Mars 2020 portava con successo su Marte due nuovi mezzi progettati dalla NASA. Ma era solo il superamento di uno dei tanti ostacoli, cominciati qualche anno prima con le fasi di progettazione e costruzione dei nuovi mezzi.

La missione Mars 2020 resterà nella storia perché per la prima volta delle tecnologie sperimentali inviate sul pianeta rosso potrebbero aprire la via al futuro arrivo dell'uomo e all'invio di mezzi volanti su un pianeta con caratteristiche profondamente diverse da quelle terrestri. Una delle grandi novità infatti, è stata la presenza di un piccolo elicottero chiamato Ingenuity, ben nascosto e protetto sotto la pancia del rover Perseverance. All'inizio nessuno poteva immaginare la bontà del lavoro svolto in fase di progettazione e venne considerato un semplice esperimento tecnologico ad alto rischio di fallimento, ma poi i fatti hanno dimostrato che la sua tecnologia era tutto fuorché acerba, e oggi siamo ancora qui a parlarne poiché quel piccolo mezzo dal peso di 1,8 kg è funzionante e parte fondamentale della missione di esplorazione del cratere Jezero su Marte.

In questo speciale vogliamo fare un riassunto dei principali obiettivi raggiunti in questo primo anno di permanenza marziana dai due mezzi NASA, ma prima di addentrarci è bene raccontare qualcosa in più di Perseverance e Ingenuity.

• IL ROVER PERSEVERANCE
• IL MARS HELICOPTER INGENUITY
• UN ANNO DI PERSEVERANCE E INGENUITY

Il suo nome fu scelto dagli studenti statunitensi grazie all'iniziativa "Name the rover" e la scelta cadde su Perseverance per il carattere evocativo della parola. Al pari delle scelte effettuate con i precedenti rover (Spirit, Opportunity e Curiosity), questo nome dava un forte senso di positività e rimarcava il forte desiderio dell'uomo di espandere le proprie conoscenze, senza fermarsi di fronte a nessun ostacolo. E così venne scelta la "perseveranza" umana come caratteristica distintiva di questo mezzo.

Nonostante l'aspetto molto simile a quello del fratello maggiore Curiosity, su Marte (e in ottimo stato) dal 2012, Perseverance nasconde sotto la scocca alcune tecnologie innovative pensate per consentire in loco studi ed analisi approfondite del terreno e aprire la strada all'arrivo dell'uomo. Non solo, come abbiamo avuto modo di vedere in questi mesi, è presente un sistema di carotaggio e stoccaggio pensato per la raccolta di campioni marziani che sta dando i suoi frutti e che tra qualche anno permetterà di riportare sulla Terra alcuni frammenti di roccia del pianeta rosso grazie alla missione Mars Sample Return, indicativamente entro il 2030. Ma Perseverance ospita a bordo un laboratorio completissimo e una serie di cam che funzionano a varie risoluzioni e frequenze spettrali, e che consentono di eseguire una serie d'analisi direttamente in loco. Strumenti come la laser micro imager Supercam, la Mastcam-Z grazie alla quale abbiamo ottenuto immagini panoramiche dettagliate, e poi possono essere dimenticatigli strumenti d'analisi tra cui gli spettrometri Sherloc e Pixl.

Ma a bordo del rover ci sono anche delle tecnologie sperimentali, e tralasciando l'elicottero Ingenuity al quale vogliamo dedicare un capitolo a parte, una menzione la merita il generatore d'ossigeno MOXIE, ossia una versione in miniatura di un futuro generatore che un giorno potrebbe consentire la produzione di propellente per i razzi in arrivo su Marte, o addirittura sostenere le prime colonie con ossigeno respirabile.

Di questo prezioso strumento sappiamo con certezza che è stato utilizzato con successo ad aprile 2021, come vedremo a breve, ma i test dovrebbero continuare per almeno 1 anno marziano e MOXIE estrarrà ossigeno almeno altre nove volte. Come anticipato in fase di presentazione di questa tecnologia, dopo una fase test di produzione di ossigeno si passerà a prove in condizioni atmosferiche variabili, infine a estrazioni prolungate. Perseverance è stato a suo tempo oggetto di un articolo omnicomprensivo in costantemente aggiornato, all'interno del quale vi abbiamo raccontato le principali caratteristiche e le differenze con il fratello maggiore Curiosity. Se la sua storia costruttiva vi appassiona vi consigliamo di rileggerlo nonostante risalga a 2 anni fa.

Ma sotto la pancia del rover si nascondeva anche un piccolo tesoro, e non esageriamo a definirlo così se consideriamo quanto il suo apporto alla missione sia stato fondamentale e inaspettato allo stesso tempo. Anche per la scelta di questo nome ci si affidò alle proposte degli studenti, fino alla selezione del nome Ingenuity.

Come detto più volte, si tratta di un termine che per coloro che si avvicinano allo studio della lingua inglese viene definito un "falso amico", poiché l'assonanza con l'ingenuità nulla ha a che vedere con il suo vero significato. Ingenuity significa Ingegnosità e vuole ricordare che nessuna sfida è impossibile grazie alla genialità dell'uomo. E come dimostreranno i fatti, tale nome si rivelerà davvero azzeccato.

L'elicottero marziano Ingenuity veniva considerato dalla NASA come una tecnologia sperimentale, e quando fu presentato al mondo intero gli ingegneri dell'agenzia spaziale non esitarono a dire "sarà già tanto se riuscirà a completare un breve volo". E così fu, e dopo un primo volo ne arrivarono molti altri, e quando l'avvicinarsi della congiunzione solare (verso la fine dell'estate 2021) avrebbe dovuto dare il colpo di grazia finale al piccolo mezzo volante, i fatti dimostreranno che Ingenuity sarà in grado di operare ancora.

Oggi Ingenuity è parte integrante della missione di esplorazione, e come sa bene chi ha seguito i costanti aggiornamenti pubblicati sulle pagine di HDblog, di voli ne ha portati a casa ben 19, e naturalmente non sono mancate le difficoltà. Ingenuity ha dovuto ricevere un aggiornamento software dopo i primi tentativi di volo fallimentari, ha subito un'anomalia durante il sesto volo terminandolo senza centrare l'area corretta di atterraggio, ha poi dovuto aumentare gli RPM del motore per adeguarsi alle condizioni atmosferiche marziane e alla minor pressione atmosferica dopo la congiunzione solare, dimostrando in generale l'ottimo lavoro svolto dagli ingegneri in fase di progettazione. Dobbiamo infatti ricordare che i test sulla Terra sono si sono basati su delle semplici simulazioni, poiché si è reso necessario ricreare le condizioni marziane nel modo più corretto possibile, ma senza certezza del risultato.

Proviamo a ripercorrere in modo semplice e discorsivo quelli che sono gli eventi più importanti e gli obiettivi raggiunti in questi 12 mesi di permanenza sul pianeta rosso da parte di Perseverance e Ingenuity, attraverso una sequenza di accadimenti proposti in ordine temporale a cominciare dall'arrivo.

• 18 febbraio 2021 - Alle ore 21.55 circa viene completata la manovra EDL (Entry, Descent, Landing) e il rover Perseverance atterra su Marte. Viene immediatamente condiviso un primo scatto in bianco e nero dell superficie, al quale poche ore dopo seguiranno le prime immagini a colori non solo del pianeta rosso, ma anche della sequenza di atterraggio. A distanza di pochi giorni dall'arrivo nel cratere Jezero la NASA condividerà il primo video della sequenza d'atterraggio EDL, che vi riproponiamo a seguire.

Per coloro che non lo sapessero, la manovra di EDL viene anche definita come i "7 minuti di terrore", e il motivo ve l'abbiamo spiegato per bene in questo speciale risalente allo scorso anno, la sua lettura è oltremodo consigliata.

• 6 marzo 2021 - Dopo aver percorso i primi metri sulla superficie di Marte, eseguito una serie di test sugli strumenti, sbloccato il braccio robotico e ricevuto un primo aggiornamento software, il rover Perseverance comincia a scattare foto sempre più dettagliate della superficie del pianeta rosso e individua il primo obiettivo di studio. Sarà la Supercam a scattare la foto a seguire, dove la protagonista è una roccia di 73 cm di lunghezza. Arriva anche la prima foto dei resti del delta, parliamo quindi di due scatti storici che vale la pena rivedere, eccoli a seguire.

• 6 aprile 2021 - Dopo una serie di sblocchi graduali dell'elicottero, delle sue gambe e del meccanismo che lo teneva saldamente ancorato al rover, durati qualche giorno, il 6 aprile si completa lo sgancio di Ingenuity che finalmente tocca il terreno marziano. Dopo una piccola caduta di 13 cm, il rover Perseverance ha potuto allontanarsi e scattare una prima e storica immagine del primo mezzo volante costruito sulla Terra ma progettato per volare su Marte. E non è mancata nemmeno la prima foto a colori scattata direttamente dal MarsHelicopter appena ha toccato il suolo, ve le riproponiamo a seguire.

• 19 aprile 2021 - Ingenuity completa il primo e storico primo volo, compiendo un piccolo e breve distacco dal terreno marziano. Il MarsHelicopter è stato in grado di salire a 3 metri di altezza rimanendo stabile per 30 secondi circa, per poi atterrare. Tutta l'operazione durerà circa 39 secondi e sarà accompagnata dalla prima foto scattata dalla navcam del piccolo elicottero (utilizzata per mantenere un corretto hovering), che per la prima volta ci permetterà di vedere la sua ombra.

• 20 aprile 2021 - Perseverance attiva il suo generatore MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) ed estrae i primi 5 grammi di ossigeno su Marte. Si tratta di un traguardo importantissimo che apre la strada a sviluppi su scale maggiori di questa tecnologia. Dopo un processo iniziato con il riscaldamento del generatore per circa 2 ore, la produzione di ossigeno è partita al ritmo di 6 gr/h, un quantitativo sufficiente a fornire ossigeno respirabile a un essere umano per circa 10 minuti. MOXIE ha dimostrato di essere in grado di convertire il diossido di carbonio, gas che copre il 96% dell'atmosfera marziana, in ossigeno puro.
• 3 maggio 2021 - Dopo quattro voli completati con successo la missione di Ingenuity gode di un'estensione e il piccolo elicottero viene "promosso", passando da dimostrazione tecnologica ad alto a rischio, a mezzo test per le future missioni operative. Comincerà così una nuova fase in cui Ingenuity opererà con maggior libertà dal rover, eseguendo voli sempre più complessi e lunghi. Da questo momento in poi Ingenuity farà anche da apripista per le operazioni a sud dell'area di atterraggio, muovendosi in zone inaccessibili per un mezzo terrestre.
• 8 maggio 2021 - Con il completamento del quinto volo Ingenuity abbandona il primo sito di atterraggio, il Wright Field Brothers, chiudendo di fatto la fase dimostrativa e iniziando a muoversi in autonomia, anticipando il rover negli spostamenti.
• 12 maggio 2021 - Perseverance inizia ad usare in modo intensivo il suo braccio robotico, la sua Mastcam-Z montata sulla torretta principale e gli spettrometri a bordo. Si inizia a cercare i primi obiettivi per la raccolta dei campioni marziani.
• 14 luglio - Ingenuity fotografa Séítah, un'area particolarmente sabbiosa e impervia per il Rover Perseverance, immortalando per la prima volta da vicino l'area rocciosa di Raised Ridges. Ecco una tra le foto più belle che la NASA ha condiviso.

• 6 settembre 2021 - Dopo un tentativo fallimentare ad agosto 2021, il rover Perseverance riesce a completare la raccolta del primo campione di roccia marziana "Rochette", è questo il nome che la NASA ha dato all'obiettivo.

• 30 settembre 2021 - La congiunzione solare è in corso e tutti i mezzi marziani si prendono una pausa. Per le prossime due settimane Terra e Marte si troveranno ai lati opposti del Sole e non è tutto. come se non bastasse la nostra stella espelle gas caldo e ionizzato dalla sua corona, il quale si estende nello spazio creando ulteriori interferenza radio. Mentre Perseverance trova riparo in un'area considerata sicura, c'è molta apprensione per Ingenuity, posizionato a 175 metri dal rover. Ce la farà a resistere a questa ulteriore complicazione? Certo che si, come confermato dagli eventi dei mesi a venire.

• 8 ottobre 2021 - Arrivano i primi risultati scientifici basati sui dati raccolti da Perseverance e Ingenuity. La NASA conferma così non solo che l'acqua era presente nel cratere Jezero, ma anche che scorreva con una certa intensità, tale da smuovere massi dal diametro di 1,5 mt per diversi chilometri. I dati raccolti in precedenza dal Mars Reconaissance Orbiter trovano quindi conferma e la strategia della NASA si dimostra ancora una volta corretta.

• 26 ottobre 2021 - La nuova stagione porta su Marte un abbassamento della pressione atmosferica, che complica ulteriormente le operazioni di volo su questo pianeta. Ma il fenomeno era già stato preso in considerazione in fase di progettazione, pertanto la NASA ha aumentato con successo i giri del motore di Ingenuity portandoli dai precedenti 2.500 RPM a 2,800 RPM. Dopo un primo test statico a settembre, è sul finire di ottobre che viene eseguito con successo un test di volo.
• 25 novembre 2021 - Perseverance trova olivina minerale all'interno di un campione roccioso chiamato Brac. Questa tipologia è nota per essere presente anche sulla Terra. E' un componente fondamentale di molte rocce, soprattutto magmatiche, ma l'olivina è stata trovata molto spesso anche nei meteoriti.. Nel frattempo Perseverance abbandona la sua campagna a sud e inizia il ungo percorso che lo riporterà alla location di partenza, dalla quale partirà poi alla volta dell'antico delta fluviale.

• 10 gennaio 2022 - Perseverance non riesce a concludere la raccolta del sesto campione, un problema che si protrarrà per alcune settimane per poi essere del tutto risolto. A quanto pare a vanificare l'operazione saranno alcuni pezzi di roccia che non consentiranno la corretta procedura di stoccaggio e chiusura della provetta. L'operazione di scarto e pulizia dai resti rocciosi si concluderà attorno al 24 gennaio.
• 10 febbraio 2022 - Ingenuity completa il primo volo del nuovo anno, il numero 19 sin dal suo arrivo su Marte. La NASA ha fatto sapere che Ingenuity è riuscito a volare per quasi 100 secondi percorrendo una tratta di 62 metri. Molto più breve rispetto alle precedenti, ma si è trattato di un volo precauzionale effettuato dopo una tempesta di sabbia abbattutasi nelle vicinanze del cratere Jezero. L'agenzia spaziale ha in questo caso scelto di attendere, poiché l'evento ha portato con sé un abbassamento della pressione atmosferica e una ridotta capacità della luce solare di penetrare l'atmosfera e ricaricare le batterie dell'elicottero.

E per concludere, proprio in queste ore la NASA ha tenuto un briefing durante il quale ha condiviso e commentato alcuni tra i maggiori risultati raggiunti in questo primo anno di attività, ma come abbiamo più volte detto si tratta solamente l'inizio di un lungo viaggio. Presto comincerà la seconda fase scientifica e sarà quella che la NASA ritiene più importante, poiché porterà i due mezzi ad avvicinarsi ai resti dell'antico delta fluviale nel cratere Jezero. Vi proponiamo in chiusura il recente video del briefing NASA, augurando ai due mezzi tanti anni di proficua attività sul pianeta rosso!