Insieme al rover Perseverance, il 18 febbraio è atterrato su Marte anche l’elicottero della NASA, Ingenuity, che effettuerà il primo volo con propulsione autonoma sul pianeta rosso. La data del volo del piccolo drone con elica controrotante si avvicina: la NASA ha annunciato che potrebbe essere già il 14 aprile, dopo la conclusione dei test pre-volo.
La missione MARS2020 della NASA punta a collezionare numerosi record e ottenere una gran quantità di dati ed informazioni sul pianeta rosso, in modo da progettare al meglio le future missioni su Marte, in ottica sbarco del primo essere umano. L’elicottero Ingenuity rientra perfettamente nella strategia della agenzia spaziale americana, in quanto ha il compito di dimostrare possibile il volo autonomo su Marte.
La sfida è tutt’altro che banale: Ingenuity dovrà essere degno del suo nome (che in inglese significa ingegnosità e non ingenuità), affrontando un’atmosfera densa solo l’1% di quella terrestre, volando in modo totalmente autonomo, per 5 voli durante una finestra temporale di 30 giorni.
La NASA ha chiarito fin dall’inizio che la missione del piccolo elicottero è puramente dimostrativa. Non ha strumentazioni scientifiche a bordo e ha un’autonomia limitata. Dovrà dimostrare possibile il volo su Marte per poi dare il via a progetti più importanti e complessi di elicotteri e droni marziani.
Ingenuity si colloca a metà strada tra un drone ed un elicottero. Le dimensioni, infatti, sono poco più grandi di quelle di un drone ma il sistema ad eliche è del tutto identico a quello degli elicotteri, anche se in scala.
È progettato per essere in grado di volare in un’atmosfera densa l’1% di quella terrestre, quindi è molto leggero: solamente 1,8 Kg di massa. Le due eliche controrotanti in fibra di carbonio sono lunghe 1,2 metri e sono capaci di ruotare ad una velocità di 2400 giri/min. Il sistema è sostentato dai pannelli solari che caricano le batterie agli ioni di litio, in grado di fornire una potenza di 350 Watt per ogni sessione di volo.
Le batterie devono essere in grado di alimentare anche tutti i sistemi e soprattutto proteggere gli stessi dalle rigide temperature notturne. Specialmente il computer di bordo deve essere mantenuto protetto dalle gelide notti marziane; per questo motivo è inserito nel corpo centrale di Ingenuity, isolato termicamente e provvisto di riscaldatori. Qui si trovano anche i sensori e le telecamere che aiuteranno il navigatore durante le operazioni di volo (e, si spera, manderanno a terra le immagini). Le comunicazioni sono garantite da un’antenna in grado di trasmettere dati sia a Perseverance, sia direttamente a Terra.
Ingenuity ha sfruttato la missione che prevedeva l’ammartaggio del Rover Perseverance, per farsi trasportare fino a Marte. L’elicotterino della NASA infatti, è stato agganciato alla pancia del robot e protetto da uno scudo. È sopravvissuto al decollo e al viaggio di 471 milioni di chilometri fino a Marte, alimentato dai sistemi della navicella di MARS2020.
Al riparo all’interno di Perseverance è atterrato su Marte dopo i famosi 7 minutes of terror ed è rimasto dormiente, fino a che non è arrivato il momento di prendere le luci della ribalta. Per i prossimi 30 giorni, infatti, la NASA ha dichiarato che le operazioni di Perseverance saranno ridotte al minimo, per concentrare tutti gli sforzi sul primo volo marziano di un oggetto costruito dall’uomo.
La missione procede senza intoppi e tutti i punti cruciali per permettere ad Ingenuity di effettuare il primo volo su Marte sono stati completati. Una volta trovato il luogo adatto, Perseverance ha dato il via alle operazioni di espulsione del coperchio protettivo e dello sgancio di Ingenuity. L’elicotterino della NASA ha toccato il suolo marziano con le sue 4 zampette in fibra di carbonio già lo scorso 4 aprile e ha iniziato a comunicare in maniera autonoma con il rover e con la Terra.
Anche la prima grande sfida da affrontare in autonomia è stata brillantemente superata: resistere alle gelide notti marziane, con temperature che possono scendere anche a -100°C. Allo spuntare del giorno tutti i sistemi si sono rivelati operativi e senza aver riportato danni all’elettronica, rendendo possibile iniziare il ciclo di ricarica delle batterie tramite i pannelli fotovoltaici posti sopra le eliche.
L’ultimo test di rotazione ad alta velocità delle eliche purtroppo si è interrotto in anticipo tra la fase di pre-volo e volo. Il drone è in buone condizioni e la NASA ha rilevato il problema di software che ha causato lo stop della procedura. Un nuovo programma deve ora essere scritto, validato e inviato verso Marte. Qui verrà raccolto dalla sonda MRO, che lo ritrasmetterà a Perseverance, che a sua volta lo trasmetterà a Ingenuity.
Per questo motivo la NASA ha dichiarato che il volo inaugurale dovrebbe essere negli ultimi giorni di aprile, ma non c’è ancora la data esatta. È previsto che Ingenuity si sollevi dal suolo marziano con un decollo verticale, rimanga in aria per qualche secondo, ad un’altezza non superiore ai 3 metri, e poi atterri con successo.
A questo primo volo ne seguiranno altri 4 in una finestra temporale di 30 giorni marziani. Ingenuity è stato progettato per avere un range di volo di circa 300 metri. Nei voli successivi infatti, sempre in completa autonomia, sarà anche in grado di spostarsi dalla verticale e magari regalarci qualche scatto del panorama marziano dall’alto.
Oltre ad effettuare il primo volo su Marte, Ingenuity dovrà permettere alla NASA di dimostrare che l’esplorazione del pianeta rosso è possibile anche nella terza dimensione. L’agenzia spaziale americana prevede di poter costruire una nuova generazioni di rover-elicottero in grado di accedere a luoghi fino ad ora preclusi ai rover terrestri e di ottenere immagini e rilevamenti che le attuali sonde orbitali non riescono a fornire.
