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News da Marte #6

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Bentornati su Marte!
In questo sesto appuntamento vi racconto qualche aggiornamento su Perseverance. E c’è anche il nuovo volo di Ingenuity che nel frattempo ha scaricato gli aggiornamenti.

Un nuovo campione finalmente al sicuro

I tecnici NASA hanno tribolato per alcune settimane, ma sono finalmente venuti a capo di un problema che affliggeva il rover marziano da ottobre. Nel quarto aggiornamento delle nostre news vi avevo raccontato dei tentativi falliti di sigillare il 14esimo campione, denominato Mageik. In quell’occasione sembrava che il team avesse deciso di rinunciare al carotaggio e ripiegare sulla chiusura del tubo vuoto, accettando di conservare “solo” un campione atmosferico. Quest’ultimo era stato messo al sicuro chiudendo il tubo tramite il sigillo con numero di serie 073, come vi avevo mostrato nell’immagine.

Ma in realtà vi avevo detto una cosa imprecisa. Infatti l’apparato Sample Handling di cui Perseverance è dotato ha la possibilità di conservare per lungo tempo i campioni prelevati e nel frattempo proseguire le attività, spostamenti compresi, come se nulla fosse.

Raffigurazione con evidenziata la posizione del complesso apparato per la manipolazione dei campioni.
Dettaglio dei dispositivi per il sample handling qui fotografati nell’agosto 2019 durante l’assemblaggio di Perseverance. Crediti: NASA/JPL-Caltech

Conservare Mageik e nel frattempo studiare una soluzione è stata così la scelta dei tecnici, mentre facevano prendere a Perseverance la strada verso nord per proseguire le esplorazioni nell’area chiamata Yori Pass.

Analisi del problema

Sfruttando la CacheCam, la camera dedicata alle macro delle fiale durante le operazioni di sigillatura, i controllori di missione si sono potuti fare un’idea più chiara.
Sembra infatti che la finissima e invadente polvere marziana si fosse infiltrata nell’imboccatura della fiala, impedendo la chiusura completa del contenitore e facendo sì che l’operazione venisse arrestata automaticamente.

Imboccatura della fiala fotografata il 22 ottobre dalla CacheCam. La sottile polvere circonda l’intera circonferenza esterna del foro.

Possibile che questo impalpabile strato di polvere sia sufficiente a bloccare un’operazione meccanica?
La ragione va cercata nella tolleranza necessaria per ottenere il livello di ermeticità richiesto dai criteri di missione: 2 millesimi di millimetro. Si è ipotizzato che altra polvere fosse depositata anche all’interno del tubo, ma non è stato possibile eseguire una verifica a causa dei limiti oggettivi su ciò che la CacheCam può riprendere.

Per dare una ripulita è stato così sfoderato per la prima volta il Bore Sweeping Tool integrato nel Sample Handling, un dispositivo studiato proprio per spolverare questa parte così delicata delle fiale.

Alcune decine di cicli di pulizia e svariati tentativi di sigillatura sono stati eseguiti tra fine ottobre e quasi tutto il mese di novembre, finché nella sera di mercoledì 23 è giunta la conferma tanto attesa: Mageik, il campione numero 14, è finalmente chiuso e al sicuro sotto il sigillo con numero di serie 030!

Mageik finalmente sigillato, foto della CacheCam nel Sol 619.

Orme sulla sabbia

Il 21 ottobre, nel Sol 593, Perseverance ha eseguito una strana manovra. Ha leggermente deviato dal suo percorso in direzione nord e, per mezzo della sua ruota anteriore destra, ha a tutti gli effetti scavato leggermente nella regolite.
Con il termine regolite ci riferiamo genericamente al materiale costituito da sabbia e particelle di roccia che abbonda sulla superficie di Marte. Studiare questa miscela eterogenea rientra a pieno titolo tra gli obiettivi di Mars 2020, ed è per questo che il rover è dotato di una punta appositamente progettata per raccogliere la regolite e inserirla nelle familiari fiale di titanio.

L’operazione con la ruota aveva lo scopo di portare alla luce materiale più fresco, da analizzare in previsione della raccolta di una coppia di campioni. La manovra si è svolta girando di 90 gradi la ruota e poi facendola strisciare sul terreno. Complessivamente l’operazione si è svolta in 15 minuti, potete vedere alcune delle fasi qui sotto nel breve video.

Nei giorni successivi molti strumenti di Perseverance sono stati impegnati nello studio della regolite: camere di ripresa, analisi spettrografiche con il laser della SuperCam e nei raggi X con lo strumento PIXL.
Di seguito un po’ di immagini acquisite nei Sol tra il 594 e il 602. Fate caso alle solite macro incredibili della camera Watson, ospitata nel braccio del rover, e ai fori nella regolite generati dal laser della SuperCam che ha sparato i suoi lampi potentissimi in almeno tre occasioni su pattern lineari.

Lo studio della regolite è importante perché si tratta di un materiale che, pure su un pianeta con un’atmosfera estremamente tenue come Marte, viene facilmente trasportata dal vento per lunghissime distanze. Dall’osservazione di campioni in una singola località si è in grado di trarre indicazioni su aspetti di regioni molto più estese e comprendere meglio i processi che si sono susseguiti nel corso di miliardi di anni.

Un nuovo volo per Ingenuity
Lungamente atteso (e inizialmente annunciato oltre due settimane fa) il 34esimo volo dell’elicottero marziano è avvenuto il 22 novembre.

Come per il volo numero 30, anche questo è stato un test senza spostamenti orizzontali.
Durante i 18.3 secondi di hovering a 5 metri d’altezza è stata verificata la funzionalità del nuovo corposo aggiornamento del software di bordo, il quarto da quando Ingenuity ha toccato il suolo di Marte. Un volo breve ma che ha dato enormi soddisfazioni al piccolo team di ingegneri che gestisce le operazioni del drone.

Le migliorie introdotte dall’update sono due.

Ora l’elicottero ha una gestione avanzata per il rilevamento di ostacoli in fase di atterraggio e può fare affidamento a delle mappe altimetriche per agevolare la navigazione.

Entrambe le funzionalità si sono rese necessarie dal momento che Ingenuity sta ormai volando su terreni molto diversi da quelli pianeggianti e privi di ostacoli per cui è stato sviluppato, e le cose continueranno a diventare sempre più critiche con l’avvicinamento alla regione del delta.

La presenza di rocce al suolo riduce la disponibilità di luoghi sicuri per l’atterraggio, la cui scelta era sinora affidata alla precisione dei tecnici nel programmare i voli e di Ingenuity nell’eseguire le istruzioni. Questo aggiornamento software permette ora all’elicottero di impiegare la sua camera di navigazione per riconoscere ostacoli e selezionare in autonomia le aree adatte all’atterraggio. Il drone compirà così le manovre necessarie per portarsi sopra il punto prescelto e portare a termine il volo.

L’uso delle mappe altimetriche è un ulteriore miglioramento che affina la precisione con cui Ingenuity calcola la distanza percorsa durante gli spostamenti. Questa misura viene effettuata tramite la camera di navigazione assumendo che il terreno sia perfettamente piatto. Tuttavia nel caso di salite o discese si inizia a introdurre un errore sulla distanza percorsa, perché il software di navigazione è portato a stimare che l’elicottero non stia più volando in linea retta.

Questa incertezza intrinseca era ben nota ai tecnici, che infatti programmavano gli spostamenti su terreni accidentati cercando di compensare l’errore. Ma nel caso di voli molto lunghi, nei quali l’errore potenziale aumenta proporzionalmente, si dovevano selezionare per l’atterraggio aree molto ampie e sgombre da ostacoli per non rischiare di finire sopra uno di essi.

Dotando Ingenuity di una mappa digitale del cratere Jezero il computer sarà in grado di differenziare tra le variazioni dovute all’altimetria del terreno e quelle effettivamente legate alla navigazione. Questo permetterà di aumentare la precisione con cui vengono programmati i voli, e così poter selezionare per l’atterraggio aree relativamente piccole.

Anche per questo aggiornamento è tutto, alla prossima!

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