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.
Illustrazione artistica che mostra Ingenuity in volo su Marte dopo il dispiegamento dal ventre di Perseverance. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
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.
Immagine catturata dallo strumento High Resolution Imaging Experiment (HiRise) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della Nasa che mostra l’area dove il team di Ingenuity Mars Helicopter tenterà i voli di prova. Crediti: Nasa / Jpl-Caltech / University of Arizona
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.
Guarda il servizio video del 2020 di MediaInaf Tv sul dispiegamento di Ingenuity: