Un modello de rover Viper (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) durante dei test al Simulated Lunar Operations Laboratory presso il Glenn Research Center della Nasa, a Cleveland (Ohio). Crediti: Nasa / Bridget Caswell, Alcyon Technical Services
Con il programma Artemis, la Nasa dovrebbe riportare l’essere umano sulla Luna entro il 2028. Tra i sistemi di trasporto che verranno utilizzati a supporto del nuovo ambizioso programma c’è Viper (acronimo di Volatiles Investigating Polar Exploration Rover): un robottino a quattro ruote, simile per dimensioni a una golf car, il cui compito, una volta giunto al polo Sud lunare – la data prevista è il 2023 – sarà quello di mappare, grazie a una suite di quattro strumenti, le zone in cui è già stata individuata la presenza di ghiaccio d’acqua. E cercarne di nuove, in modo da avere chiaro il quadro delle risorse che saranno eventualmente a disposizione degli astronauti al loro arrivo sul nostro satellite.
Uno dei problemi con i quali il rover dovrà fare i conti una volta a destinazione è la regolite lunare. Il motivo è la sua particolare struttura: grani fini con spigoli irregolari, taglienti come piccoli frammenti di vetro, generati in seguito ai numerosi impatti meteorici che sono avvenuti nel corso di milioni di anni. Granelli capaci di penetrare nelle parti in movimento del veicolo e danneggiarne i meccanismi e gli ingranaggi per via del loro alto potere abrasivo.
Grani di polvere ostili, dunque. Lo sanno bene gli astronauti delle missioni Apollo, in particolare quelli della missione Apollo 17, che hanno visto le loro tute spaziali piene di questi grani – con inceppamenti delle giunture per le spalle – e l’insorgenza di una sindrome, per fortuna durata poco, simile alla febbre da fieno (lunar dust hay fever) che colpì l’astronauta Harrison Schmitt.
Lo sanno bene anche gli ingegneri del team di Viper, che, proprio per evitare danni alle parti meccaniche e alla componentistica che permettono di muovere ciascuna delle quattro ruote del robot, hanno progettato una sorta di “calza” protettiva, testato nei giorni scorsi presso i laboratori del Johnson Space Center della Nasa, a Houston.
Per svolgere il suo compito, Viper sarà infatti costituito da quattro ruote, ciascuna con sospensioni attive e capacità di sterzata indipendente, il che permetterà al rover di guidare lateralmente, in diagonale e perfino di ruotare su sé stesso. Queste caratteristiche sono rese possibili dalle numerose parti meccaniche, ingranaggi e articolazioni che costituiscono ciascuno dei sistemi di trasmissione del rover. Per proteggere queste strutture dalla polvere, il team di Viper ha pensato a una copertura protettiva e flessibile – la “calza” – di cui parlavamo sopra – il cui test, effettuato nei giorni scorsi, ha dato esito positivo.
L’ingegnere dei sistemi robotici del team di Viper, Emily McBryan, all’interno dei laboratori del Johnson Space Center, a Houston, mentre esegue il test della polvere sul “braccio” robotico del rover all’interno di una camera appositamente costruita. Crediti: NASA/James Blair
La simulazione è avvenuta all’interno di una camera ad hoc: una sorta di scatola senza coperchio con pareti acriliche trasparenti grande 51x51x87 cm – la vedete nella foto qui accanto – al cui interno è stato posto un terreno a grana fine che simulava la regolite lunare. Fissato a una delle pareti c’è uno dei bracci coperto dalla “calza” flessibile, il cui compito, come detto, è quello di proteggere dagli effetti della polvere lunare tutte le componenti che lo costituiscono. L’unica parte non protetta è l’asse, la piccola sporgenza all’altro capo del sistema di trasmissione dove verrà montata la ruota.
Durante il test, due ventole hanno fatto sollevare la polvere lunare all’interno della scatola per creare un ambiente polveroso simile a quello che il rover incontrerà sulla Luna. I ventilatori sono stati posizionati in punti diversi per garantire che il braccio fosse esposto alla polvere da ogni possibile angolazione. Alla fine del test gli ingegneri hanno constatato l’assenza di granelli di polvere all’interno della struttura, confermando che la copertura, ovvero le cuciture e le connessioni che la sigillano hanno funzionato perfettamente.
Insieme ai quattro “bracci robotici” che trasmettono alle ruote di Viper il movimento, il rover ha quattro motori elettrici che producono l’energia necessaria a far muovere indipendentemente ciascuna di queste ruote. Come per i bracci, la loro protezione dalla polvere è essenziale per il funzionamento del rover. Una protezione garantita da tre tipi di guarnizioni che ciascuno dei motori possiede, il cui compito, anche in questo caso, è quello di isolare dall’ambiente esterno le componenti interne del motore. Tenute meccaniche, come si chiamano in gergo, che i ricercatori stanno testando proprio in questi giorni al Kennedy Space Center, in Florida. Il rover sarà anche dotato di riscaldatori per mantenere a temperatura i motori anche quando l’ambiente lunare sarà molto freddo. I test al Kennedy Space Center verificheranno le prestazioni delle guarnizioni sia con i motori sottoposti a basse temperature sia dopo il ritorno alla loro normale temperatura operativa, che è di circa 40 gradi sottozero. Per fare ciò, un prototipo di questi motori verrà introdotto all’interno di un’altra camera di test, dove verranno simulate le diverse condizioni di temperatura che il rover sperimenterà sulla Luna. Test il cui risultato non dovrebbe tardare ad arrivare.