"Quando il rover Sojourner della NASA è atterrato su Marte nel 1997, ha dimostrato che è possibile viaggiare sul Pianeta Rosso e ha completamente ridefinito il nostro approccio verso l'esplorazione marziana. Allo stesso modo, vogliamo conoscere il potenziale che Ingenuity ha per il futuro della ricerca scientifica ", ha affermato Lori Glaze, direttore della Divisione di Scienze Planetarie della NASA. "Ingenuity è una dimostrazione tecnologica che mira a diventare il primo volo a motore su un altro mondo e, in caso di successo, potrebbe espandere ulteriormente i nostri orizzonti ed ampliare l'esplorazione di Marte".

Per ora Ingenuity è ancora attaccato sotto la pancia di Perseverance (foto in apertura), che recentemente ha sganciato il guscio di protezione.
Il rover è attualmente in viaggio verso il "campo di aviazione", la zona scelta dal team per il primo volo.

Qui sotto, un mosaico composto con le immagini riprese dalla High Resolution Imaging Experiment (HiRISE) a bordo della sonda Mars Reconnaissance Orbiter, mostra il luogo dell'atterraggio (dove Perseverance è ammartato il 19 febbraio scorso), l'aeroporto (l'area da cui l'elicottero decollerà e tornerà) e la zona di volo (l'area all'interno della quale volerà).

ingenuity hirise flyzone

Crediti: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Un volta rilasciato sulla superficie, il drone avrà 30 giorni marziani, o sol, (pari a circa 31 giorni terrestri) per condurre la sua campagna di volo di prova.

Perseverance ha fotografato il terreno della fligth zone nel sol 22: l'immagine a piena risoluzione è disponibile sul nostro album di Flickr

Perseverance sol 22

Crediti: NASA/JPL-Caltech - De-bayer e Processing: Elisabetta Bonora & Marco Faccin / aliveuniverse.today

Condurre un volo controllato su Marte è molto più difficile che volare sulla Terra. Il Pianeta Rosso ha una gravità significativa (circa un terzo di quella terrestre) ma la sua pressione atmosferica è meno dell'1% della pressione atmosferica media della Terra. Durante il giorno marziano, la superficie riceve solo circa la metà della quantità di energia solare che raggiunge il nostro pianeta durante le ore diurne e le temperature notturne possono scendere fino a meno 90 gradi Celsius, congelando e rompendo i componenti elettrici non protetti. Ingenuity, quindi, ha dovuto e deve rispettare diversi requisiti: doveva essere piccolo per essere alloggiato dentro Perseverance; doveva essere leggero, per volare nell'ambiente marziano, deve essere leggero; doveva avere abbastanza energia per alimentare i riscaldatori interni e sopravvivere alle gelide notti marziane. Tutti i suoi sistemi sono stati testati e ritestati più volte nei laboratori del Jet Propulsion Laboratory della NASA.

"Ogni passo che abbiamo fatto da quando questo viaggio è iniziato sei anni fa, è stato un territorio inesplorato nella storia dell'aeronautica", ha detto Bob Balaram, ingegnere capo del Mars Helicopter al JPL. "E mentre rilasciarlo in superficie sarà una grande sfida, sopravvivere quella prima notte su Marte da solo, senza la protezione del rover che lo mantiene alimentato, sarà una sfida ancora più grande".

 

Il rilascio

Prima che Ingenuity prenda il volo, dovrà essere rilasciato da Perseverance esattamente al centro del quadrato selezionato di 10x10 metri , scelto per il terreno pianeggiante e l'assenza di ostacoli.
"Come con tutto quello che riguarda l'elicottero, questo tipo di dispiegamento non è mai stato fatto prima", ha commentato Farah Alibay, responsabile dell'integrazione del Mars Helicopter con il rover Perseverance. “Una volta avviato il dispiegamento non si può tornare indietro. Tutte le attività sono strettamente coordinate, irreversibili e dipendenti l'una dall'altra. Se c'è anche un accenno che qualcosa non sta andando come previsto, potremmo decidere di aspettare un sol o più fino a quando non avremo un'idea migliore di cosa sta succedendo".

L'intero processo di rilascio richiederà circa 6 sol.
Nel primo giorno marziano, il team attiverà un dispositivo per la rottura dei bulloni, aprendo il meccanismo di blocco che ha tenuto Ingenuity saldamente ancorato alla pancia del rover durante il lancio e l'atterraggio su Marte. Il sol seguente, un dispositivo pirotecnico taglierà i cavi, consentendo al braccio robotico che trattiene Ingenuity di iniziare a ruotare l'elicottero fuori dalla sua posizione orizzontale.Nel frattempo, Ingenuity estenderà due dei suoi quattro piedi. Durante il terzo sol, un piccolo motore elettrico finirà di ruotare il drone portandolo completamente in verticale. Durante il quarto sol verranno estese le altre due gambe. Nella posizione finale, l'elicottero rimarrà sospeso a circa 13 centimetri sulla superficie marziana.

La fotocamera WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) riprenderà tutte operazioni di questi quattro giorni marziani.

A questo punto Ingenuity sarà penzolante, collegato a Perserverance solo da bullone e un paio di dozzine di minuscoli contatti elettrici.

Durante il quinto sol, il team sfrutterà l'ultima opportunità per utilizzare Perseverance come fonte di energia per caricare le sei batterie di Ingenuity.
"Una volta tagliato il cavo con Perseverance e lasciato cadere Ingenuity per gli ultimi 13 centimetrii sulla superficie, vogliamo che il nostro grande amico scappi il più rapidamente possibile in modo da avere la luce del Sole sul pannello solare ed iniziare a ricaricare le batterie", ha detto Balaram.

Nel sesto ed ultimo sol, il team dovrà confermare tre cose: che le quattro gambe di Ingenuity sia saldamente appoggiate sulla superficie del cratere Jezero, che il rover si sia allontanato a circa 5 metri di distanza e che sia l'elicottero che Perseverance stiano comunicando tramite le loro radio di bordo. A questo punto, scatterà il timer ed il drone dovrà intraprendere il suo primo volo sperimentale entro 30 sol.
"Siamo fiduciosi che tutti i dati ingegneristici che vogliamo ottenere, sia sulla superficie di Marte che in quota, possano arrivare entro questa finestra di 30 sol", ha detto MiMi Aung, project manager per Ingenuity Mars Helicopter presso JPL.

 

Il primo volo

Uno volta che tutto sarà pronto e confermato, Perseverance riceverà e trasmetterà a Ingenuity il piano di volo che sarà influenzato da diversi fattori, inclusi i modelli aggiornati del vento e le misurazioni effettuate dal Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) a bordo del rover. Quindi, Ingenuity accenderà i suoi rotori a 2.537 giri/min e, se tutti gli autocontrolli finali avranno esito positivo, decollerà.

Salirà ad una velocità di 1 metro al secondo, rimanendo sospeso sopra la superficie marziana a 3 metri di altezza per almeno 30 secondi, prima di atterrare di nuovo.

Diverse ore dopo il primo volo, Perseverance effettuerà il downlink della prima serie di dati tecnici da Ingenuity e, possibilmente, di immagini e video dalle telecamere di navigazione del rover e dalla Mastcam-Z. Da qui, il team potrà determinare se l'operazione ha avuto o meno successo.
Nel sol seguente, tutti i dati tecnici rimanenti raccolti durante il volo ed alcune immagini in bianco e nero a bassa risoluzione provenienti dalla fotocamera di navigazione dell'elicottero, saranno trasmesse al JPL. Dopo un paio di sol, dovrebbero arrivare anche le foto ad alta risoluzione a colori riprese da Ingenuity in volo.

ingenuity altri voli

Un possibile piano di volo.
Crediti: NASA/JPL-Caltech

Un pezzo di storia

Se riuscirà nell'impresa, il drone da 1,8 chilogrammi farà la storia mentre porta con séla storia.
Il drone ha a bordo una piccola quantità del materiale che copriva una delle ali dell'aereo dei fratelli Wright, noto come il Flyer, durante il primo volo il primo volo controllato e motorizzato sulla Terra del 17 dicembre 1903. Il campione di tessuto è avvolto attorno a un cavo situato sotto il pannello solare dell'elicottero, con un pezzetto di nastro.