Ingenuity, perché il drone marziano di Perseverance è così importante

23 Gennaio 2021 48

Fin dal principio ci siamo appassionati alla missione Perseverance, sin da quando la NASA ha diramato le prime informazioni, consentendoci di seguire il processo di sviluppo al JPL attraverso delle live streaming, alle quali sono seguite delle sessioni Q&A davvero proficue.

Possiamo senza ombra di dubbio affermare che mai prima d'ora l'uomo ha inviato su Marte un mezzo così importante dal punto di vista dell'innovazione. Tra le sue particolarità sono presenti delle vere e proprie "scommesse tecnologiche" che, nonostante siano considerate ad alto rischio dalla stessa agenzia, forniranno dati importantissimi anche nel caso in cui risultassero fallimentari. Tra le tante innovazioni degne di nota la nostra attenzione è stata catturata principalmente da Ingenuity, il primo elicottero motorizzato ad essere inviato su Marte, nascosto e protetto assieme al rover in attesa dell'ammartaggio previsto il prossimo 18 febbraio.

Ingenuity pesa circa 1,8 kg e il suo telaio misura 14 cm 3. il suo sviluppo è cominciato 6 anni fa con la prospettiva di realizzare qualcosa di azzardato, poichè le condizioni atmosferiche e di gravità marziane rendono di fatto difficile il volo di un drone elicottero di questo genere. Difficile sì, ma non impossibile, ed è proprio da questo presupposto che è nata la fiducia verso il progetto portandolo a completa realizzazione. Si è quindi proceduto per gradi ricreando in una stanza apposita le condizioni di atmosfera e gravità che il velivolo dovrà affrontare su Marte.

Per farlo il team della NASA ha utilizzato lo Space Simulator del JPL, una camera sottovuoto larga circa 8 metri, dalla quale sono stati aspirati gas come azoto, ossigeno e tutti gli altri presenti in bassa percentuale. Questi sono stati sostituiti con l'anidride carbonica, principale ingrediente dell'atmosfera marziana. E' stato poi messo a punto un sistema di scarico gravitazionale di tipo meccanico pensato per simulare l'abbassamento di gravità e sono stati portati a termine diversi voli di prova, ma il vero test sarà quello sul campo e la NASA è pronta ad ogni evenienza.

In un recente articolo l'agenzia ha voluto ricordare sia i motivi per cui Ingenuity è così importante che le cose principali da sapere su questo incredibile mezzo, le sintetizziamo a seguire.

INGENUITY E' UNA TECNOLOGIA SPERIMENTALE

L'elicottero marziano viene definito come una dimostrazione tecnologica altamente rischiosa e innovativa allo stesso tempo, grazie alla quale si proverà a testare per la prima volta un nuovo approccio all'esplorazione di Marte. Nessuna strumentazione tecnologica aggiuntiva e nessun obiettivo scientifico, l'interesse è del tutto ingegneristico e si vuole dimostrare che anche nella sottile atmosfera marziana (densa appena l'1% di quella terrestre) sia possibile volare.

Ingenuity tenterà fino a cinque voli di prova entro una finestra dimostrativa di 30 giorni marziani (31 giorni terrestri). Questi avverranno allontanandosi sempre più dalla "base" e volando al massimo per 90 secondi. L'unico optional presente a bordo è una piccola fotocamera, equivalente a quella di uno smartphone, che permetterà di catturare immagini della superficie esplorata durante le sessioni di volo. Queste saranno poi inviate sulla Terra, dunque se tutto funzionerà secondo i piani presto potremo vedere delle panoramiche marziane mozzafiato senza precedenti nella storia.

LE CONDIZIONI ATMOSFERICHE SARANNO OSTICHE

Lo abbiamo già detto e lo ribadiamo, la pressione media sulla Terra raggiunge i 101 kPa, su Marte ci ritroviamo nell'ordine dei 0,7 kPa, meno dell'1 % rispetto a quella terrestre. Infine la gravità, anch'essa risulta ridotta: un oggetto di 80 kg sulla Terra, ad esempio, su Marte peserà circa 30 kg. Ingenuity sarà in grado di volare grazie a due paia di pale, ognuna lunga circa 60 cm, che gireranno a 2.400 rotazioni al minuto, ovvero dieci volte più velocemente rispetto a quelle utilizzate negli elicotteri in uso sulla Terra.

A non coadiuvare il suo corretto funzionamento saranno anche le temperature rigidissime, con notti fredde in cui nel cratere Jezero, luogo dell'atterraggio, si scenderà a -90 gradi Celsius. Queste temperature potrebbero mettere a dura prova componentistica ed elettronica, anche se i test sulla Terra indicano che tutto dovrebbe funzionare come previsto.

INGENUITY SARA' PARTICOLARMENTE INTELLIGENTE

Sappiamo bene quanto la distanza che ci separa da Marte renda difficili le comunicazioni e non consenta controlli in tempo reale, non sarà quindi possibile governare l'elicottero con un semplice controller come avviene di norma con mezzi simili sulla Terra. Ingenuity si muoverà in base ai parametri impostati dai suoi ingegneri sulla Terra e volerà in completa autonomia. Durante il volo, Ingenuity analizzerà i dati dei sensori e le immagini del terreno per garantire che rimanga sulla traiettoria di volo prevista.

Il drone ricaricherà la proprie batterie grazie a un pannello solare integrato e l'energia servirà, oltre che per i brevi voli, anche per tenere al caldo il veicolo durante le gelide notti marziane. A questo proposito è stato montato un vero e proprio termostato in grado di monitorare il suo stato.

SI PROCEDERA' UN PASSO ALLA VOLTA

Visto che si parla di un velivolo sperimentale e l'ambiente marziano risulterà decisamente ostile, ci saranno diversi traguardi da raggiungere prima di procedere con le vere e proprie sequenze di volo iniziali. La NASA ricorda che prima di tutto Ingenuity dovrà arrivare integro. Successivamente si dovranno testare tutti i sistemi di protezione e ricarica (di tipo solare grazie ad un pannello nella porzione superiore). Immediatamente dopo si dovrà valutare l'efficacia del sistema di comunicazione e solamente alla fine si potrà procedere con i primi test di volo, previsti nei prossimi mesi.

Una volta che Ingenuity dimostrerà di poter volare autonomamente e riuscirà ad effettuare il primo ritorno sul rover Perseverance, allora si procederà con test sempre più complessi e a distanze maggiori.

INGENUITY APRIRA' LA STRADA A NUOVE ESPLORAZIONI

Una volta dimostrato che Ingenuity è in grado di volare su Marte, la NASA procederà con lo sviluppo di nuove tecnologie simili da inviare sul pianeta rosso. e non solo. In effetti ci sono diversi progetti in essere che non riguardano solo Marte ma anche altri pianeti, come Venere, o le tante lune del sistema solare, quelle gioviane ad esempio.

Riuscire a raccogliere immagini aeree in alta definizione in zone normalmente inesplorabili dai rover terrestri è uno degli obiettivi primari dell'agenzia. Naturalmente si guarda avanti e non si esclude che un giorno droni simili potranno essere in grado di muovere piccoli carichi tra diverse location.


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Commenti

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Frankbel

Come volevi che rispondessi ad un insulto?
E poi, qualora non ci fossi ancora arrivato, la forza peso è inferiore su Marte non la massa, e quest'ultima si misura in Kg.
Dire che su Marte si pesi 30Kg vuol dire fare due errori profondi: il peso non si misura in Kg e la massa non cambia in base al posto dell'universo in cui mi trovo. Escludendo le singolarità hawkiniane, ovviamente.

Marco Sartori
Frankbel

Ma che hai 10 anni? Lol

Marco Sartori

Sei stronzoh come tutti i divulgatori scientifici con la terza media ahaahahaahh

Frankbel

Pensavo che un disegnino stile scuola primaria potesse essere sufficientemente esplicativo. Evidentemente mi sbagliavo.

Marco Sartori

Quindi nell'articolo dicono la verità perché come mostri nella pic su Marte peserai meno.

Marco Sartori

Sempre a lamentarsi stanno

Frankbel

Non mi sembra un alibi il fatto che sia gratuito.

Hereticus

Non sembra molto congruente quello che scrivi... ad una certa velocità di rotazione delle pale, una volta generata la portanza minima per il volo stazionario, il problema della gravità dovrebbe essere risolto... Sono due vettori opposti...

Mirko

Giustissimo, ma considera anche che lo hai letto gratis e che l'articolista non riceve la paga di un laureato di fisica.

pedrosw

chissà se un giorno avremo droni che volano sulla cima dell'everest

Viktorius

No, anche la bassa gravità causa problemi, perché è un parametro che dovrebbe compensare la quasi senza di atmosfera.

Cerco di spiegarmi meglio.
Per poter volare in un'atmosfera così rarefatta, le pale dovranno giarare ad una velocità enorme, questo, in un ambiente a bassa gravità, rischia di far letteralmente "schizzare" via il drone, o come minimo renderne il volo instabile.

Insomma, sulla terra, la velocità di rotazione delle eliche contrasta la forza di gravità fino al punto di far sollevare e muovere il mezzo, ma su marte, ci vuole una velocità maggiore per sollevarlo, visto che non c'è un'atmosfera da cui diciamo "spingersi", ed una volta in volo, non c'è una gravità abbastanza forte da tenerlo sul posto.

Spero di essermi spiegato bene

Babi
FabriFi

Non hai mai toccato un device con snap 810 allora

Frankbel

Due parole prima parla di pressione e giustamente usa i Pascal, se devi parlare di forza peso usi allora i Newton. Confondere la massa con il peso non è una cosa bella da leggere in un articolo scientifico, anche se divulgativo
La verità è che per trattare certi argomenti ci vuole una determinata cultura scientifica, che evidentemente manca all'estensore di questo articoletto.

Hereticus

è chiaro, io contestavo l'esposizione della frase "poichè le condizioni atmosferiche e di gravità marziane rendono di fatto difficile il volo"

Hereticus

Questo è chiaro, ma la frase è male esposta " poichè le condizioni atmosferiche e di gravità marziane rendono di fatto difficile il volo"

boosook

Attento che ti scoppia il fegato...

boosook

Sì, ma questo viene compensato dalla (molto) minore densità dell'atmosfera, come spiegato nell'articolo.

boosook

Suvvia, nel linguaggio quotidiano nessuno dice "la mia massa è 56 kg", e questo non è un sito di fisici...

Alessandro M.

Mi sa che sarà picche invece

Speriamo dopo il 14 Febbraio...

No, ora che arriva su Marte laggherebbe troppo....

Frankbel
Infine la gravità, anch'essa risulta ridotta: un oggetto di 80 kg sulla Terra, ad esempio, su Marte peserà circa 30 kg.

Preferisco non commentare la superficialità con cui vengono date informazioni. https://uploads.disquscdn.c...

Crash Nebula

Anche questo, tranquillo

Francesco

In effetti hai certamente ragione, come commentato anche dalla Nasa la bassa gravità è un aiuto poichè limita la spinta necessaria per abbandonare la superficie marziana (lo stesso che accade agli astronauti sulla luna, che possono balzare con sforzo minore).
Il problema principale è proprio di natura atmosferica, poichè essendo l'atmosfera marziana molto rarefatta (all'incirca l'1% della "compattezza" rispetto a quella terrestre) un qualsiasi strumento che si affidi all'atmosfera per volare (o planare) trova molta più difficoltà. Per capirci è un pò come cercare di spingersi contro il nulla, come cercare di nuovare nel vuoto (in questo caso quasi vuoto).

E' molto più intutivo fare l'esempio dei paracadute; un paracadute riesce a rallentare la caduta proprio perchè l'atmosfera (cioè le particelle di materia nell'aria) "sbattendo" contro il paracadute ne rallentano pian piano la discesa. Se non ci sono particelle, non c'è niente che freni la caduta (e infatti i utilizzare i paracadute su marte è egualmente complicato)

Hereticus

Non dovrebbe essere molto più facile il volo, essendo la gravità estremamente più bassa della terra? Perché viene elencato come un elemento di difficoltà? A logica mi sembra che solo le condizioni atmosferiche possano rappresentare un problema per il volo...

Pa Strogn

Morte ad Amazon e a tutti i co... oni che comprano da loro.

Aster

Si porto sfiga normalmente:)

Ngamer

no era 810 che scaldava :P

Garrett

dell'ammartaggio

Non si può leggere.
Scrivete atterraggio, altrimenti con queste manie dovreste creare nuove parole (assurde), per ogni pianeta del sistema solare

Babi
T.H.E. Cat

No, hanno detto che quella dell'S21 Ultra.

T.H.E. Cat

E' importante è perchè è costato e pertanto deve portare a termine la sua missione.

dario

Credo che per funzionare bene con quella pressione atmosferica qui schizzerebbe come un fulmine... è anche vero che c'è più gravità, non so i due valori come si bilancino, qualcuno che mastica formule può aiutarmi a capirlo?

Crash Nebula

Si, non l’hanno specificato ma la cam che monta è quella di 12 Pro

Crash Nebula

Snap 888*

GianlucaA

Invece probabilmente avrà un Power of del 1995

camillo777

Non vedo l'ora che sia il 18!

jose manu

Ci sarà lo streaming 4k hdr?

Alessandro M.

Ma non hanno ancora scoperto i marziani??

Aster

Manca l'app

Aster

Questa volta sono fiducioso

Dario 10101

Perché pensi di ordinarne un su Amazon? :D

Maxatar

Speriamo vada bene. Nuove esplorazioni spaziali attendono in caso di buone novelle.

virtual
Galy

Per tenerlo caldo, basta montargli un Exynos 990.

asd555

Verrà recensito da HDBlog?
Mi pare migliore dei JDI, così a naso.

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