Foto scattata dall'elicottero Ingenuity, durante un volo su Marte. Credits: NASA/JPL-Caltech
11 marzo 2022
Il volo numero 21 è stato un successo!
L’elicottero Ingenuity, costruito dalla NASA JPL (Jet Propulsion Laboratory), durante il suo 21esimo volo su Marte ha volato per 129,2 secondi, percorrendo 370 metri alla velocità di 3,85 metri al secondo.
Il prossimo obiettivo dell’elicottero e del rover Perseverance è il delta del fiume (l’antico delta fluviale, dove 3 miliardi di anni fa sfociava un fiume, il quale alimentava un lago, nonché l’attuale cratere Jezero).
Il delta fluviale ha un’importanza enorme, poiché l’acqua potrebbe aver lasciato tracce di vita microbica sulle rocce marziane.
IL MIRACOLO DEL VOLO SU MARTE
Attualmente l’elicottero ha compiuto ben 21 voli, totalizzando un record di 38,8 minuti in volo su un altro pianeta, percorrendo ben 4,65 chilometri (il rover Perseverance, invece, ha percorso 4,39 chilometri).
Alla NASA sono tutti increduli, visto che era stato progettato per funzionare circa 30 giorni, e invece continua a volare da aprile 2021!!!
COME FA A VOLARE IN AUTONOMIA?
Il volo su Marte è impegnativo perché il Pianeta Rosso ha una gravità significativamente inferiore (un terzo di quella terrestre), e un’atmosfera estremamente sottile con solo l’1% della pressione in superficie rispetto al nostro pianeta. Ciò significa che ci sono relativamente poche molecole d’aria, con cui le quattro pale dei due rotori di Ingenuity, larghe 1,2 metri, possano interagire per raggiungere il volo.
Ingenuity, per volare su Marte, è stato dotato di pale più grandi che ruotano molto più velocemente, fino a 2400 giri al minuto. Quindi, il suo obiettivo, per poter volare, è “acchiappare” più aria possibile, nonostante essa sia rarefatta. Gli ingegneri della NASA non possono pilotare l’elicottero Ingenuity, tanto meno il rover Perseverance, per l’enorme distanza tra la Terra e Marte; per questo dispone di una “intelligenza artificiale” che gli permette di eseguire i compiti, e di risolvere i problemi da solo.
Ingenuity, come fa a volare senza perdere la rotta?
Soprattutto per quattro motivi: il primo è uno strumento chiamato IMU, il quale misura l’accelerazione e la rotazione dei rotori, grazie ai quali si può calcolare di quanti metri si è spostato. Poi vi sono anche un “inclinometro” e un “altimetro”. Ma questi strumenti non bastano, poiché c’è il rischio di schiantarsi e di perdere la rotta.
Per risolvere questo problema sono state montate le famose telecamere di navigazione in bianco e nero: NAVCAM e RTE. Esse, per tutta la durata del volo scattano ben 30 immagini al secondo del suolo marziano. Tutte queste immagini vengono, immediatamente, inviate al computer di bordo che, in mezzo secondo, grazie ad una intelligenza artificiale, le analizza, cerca di capire in quale millesimo di secondo sono state scattate e, in base a ciò che vede (ad esempio la forma di una roccia, una duna di sabbia ecc…), cerca di intuire come sarà la foto successiva, e come continuerà quella “forma” di roccia o di sabbia. E subito dopo, grazie alle successive foto, cerca di capire se aveva ragione.
In questo modo, in mezzo secondo, confronta le foto scattate un secondo prima, con le foto scattate un secondo dopo. E nel lasso di tempo che intercorre tra una foto e l’altra, cerca di intuire come potrebbe essere la foto successiva.
Ad esempio, se nella prima foto compare una roccia, il computer di bordo cerca di capire come potrebbe continuare quella “forma” di roccia, e come potrebbe apparire nella foto successiva. Il computer dice: “Secondo i miei calcoli, la roccia fotografata in questo momento, nella prossima foto comparirà al centro dell’immagine, e avrà una forma allungata“.
Successivamente, quando arriverà la nuova foto, il computer andrà a vedere se aveva ragione. Se troverà la roccia spostata verso destra, anziché al centro dell’immagine, come invece aveva previsto, allora capirà che l’elicottero sta andando fuori rotta, e quindi bisognerà riportarlo nella giusta direzione.
L’elicottero Ingenuity aprirà la strada a nuovi elicotteri droni, i quali potranno esplorare zone inaccessibili ai rover con le ruote, come ad esempio l’esplorazione di caverne (le caverne sono importanti, anche perché gli astronauti, che un giorno andranno su Marte, potrebbero costruire una base scientifica all’interno delle caverne, poiché esse sono perfette per la protezione dalle radiazioni del Sole e dai raggi cosmici).
Articolo a cura di Fabio Meneghella