L’elicottero marziano ed il suo 9° volo: è stato un gioco da ragazzi

È stata una settimana di grande apprensione per il team dell’elicottero marziano mentre preparavano una grande sfida di volo per Ingenuity. Le istruzioni per il volo sono state inviate lunedì 5 luglio alle 2:03 PM. Tutto il mondo ha aspettato nervosamente che i risultati arrivassero da Marte nel pomeriggio. L’atmosfera nella sala di controllo a terra era esultante quando hanno appreso che Ingenuity era vivo e vegeto dopo aver completato un viaggio estremamente impegnativo lungo 625 metri al suolo.

Il nuovo record di Ingenuity

Il volo 9 non era come i voli precedenti. Ha battuto tutti i record di durata del volo e velocità di crociera, e ha quasi quadruplicato la distanza percorsa tra due waypoints. Ma ciò che ha davvero contraddistinto il volo è stata l’area dove il percorso affrontato durante i 2 minuti e 46 secondi in aria: un’area chiamata Séítah che sarebbe difficile da attraversare con un veicolo terrestre come il rover Perseverance. Questo volo è stato anche progettato per avere un valore scientifico fornendo la prima visione ravvicinata dei principali obiettivi che il rover raggiungerà in un futuro durante le sue operazioni.

In ciascuno dei suoi voli precedenti, Ingenuity è saltato da un waypoint all’altro su un terreno in gran parte pianeggiante. Nella pianificazione dei voli, gli scienziati hanno anche avuto cura di evitare di sorvolare un cratere. L’elicottero marziano, ha iniziato immergendosi in quello che sembra un cratere molto eroso, poi ha continuato a scendere su un terreno inclinato e ondulato, prima di salire di nuovo per emergere su una pianura pianeggiante a sud-ovest dell’area.

Possiamo capire, quindi, che i dettagli del terreno hanno la stessa importanza per un veicolo che viaggia in aria. Il motivo ha a che fare con il sistema di navigazione di Ingenuity.

Come funziona il software di Ingenuity

Quando noi esseri umani guardiamo immagini in movimento del suolo, come quelle riprese dalla telecamera di navigazione di Ingenuity, abbiamo immediatamente una buona comprensione di ciò che stiamo guardando. Vediamo rocce e increspature, ombre e riflessi, e gli alti e bassi del terreno sono relativamente evidenti. Ingenuity, tuttavia, non ha la percezione umana e la comprensione di ciò che sta guardando. Vede il mondo in termini di singole informazioni ed e anonime, essenzialmente vede punti che si muovono nel tempo, e cerca di interpretare il movimento di quei punti.

Per semplificare il lavoro, gli ingegneri hanno dato un po’ di aiuto all’algoritmo di navigazione di Ingenuity: gli hanno detto che quelle funzioni si trovano tutte su un terreno piatto. Ciò ha liberato l’algoritmo dal tentativo di elaborare variazioni nell’altezza del terreno e gli ha permesso di concentrarsi sull’interpretazione del movimento delle caratteristiche mediante i soli movimenti dell’elicottero. Ma sorgono complicazioni se poi si prova a sorvolare un terreno che non è proprio piatto. 

Le differenze di altezza del terreno faranno sì che le caratteristiche si spostino attraverso il campo visivo a velocità diverse e l’algoritmo di navigazione di Ingenuity, “presuppone” ancora che il terreno sottostante sia piatto. Ciò può portare ad errori nella rotta stimata, che faranno volare l’elicottero marziano in una direzione diversa da quella prevista.

Il presupposto che il terreno sia piatto è incorporato nel design dell’algoritmo e non c’è niente che si può fare al riguardo quando si pianifichiamo i voli. Quello che  si può fare è anticipare i problemi che sorgeranno a causa di questo presupposto e pianificare attentamente i voli e i parametri che si mandano al software.

Soluzione e sviluppi futuri dell’elicottero marziano

Il JPL utilizza strumenti di simulazione che gli consentono di studiare in dettaglio il probabile esito del volo prima di effettuarlo. Per il volo 9, un adattamento chiave del piano di volo è stato quello di ridurre la su velocità nel punto cruciale, cioè quando è immerso nel cratere. Sebbene si è esteso il tempo di volo, ha contribuito a mitigare gli errori di rotta precocemente che, potevano trasformarsi in un grande errore di posizione trasversale

Nella prossima settimana Ingenuity invierà tutte le immagini a colori scattate. In quelle immagini sono catturati affioramenti rocciosi che mostrano le principali unità geologiche presenti sul pavimento del cratere Jezero. Esse includono anche un sistema di fratture che il team di Perseverance chiama “Raised Ridges”. Gli scienziati del rover sperano di visitare in parte queste fratture, per indagare su antichi habitat possono trovarsi e preservarsi sotto la superficie.

Infine, Il team della NASA, spera che le immagini a colori forniscano uno sguardo più da vicino a Pilot Pinnacle, un luogo con affioramenti che, alcuni membri del team, pensano possano presentare alcuni delle zone acquatiche più profonde del vecchio lago Jezero. Dato il fitto programma di missioni, è possibile che non saranno in grado di visitare queste rocce con il rover, quindi Ingenuity potrebbe offrire l’unica opportunità per studiare questi depositi in ogni dettaglio.