Mars 2020, Perseverance e Ingenuity
Il 30 Luglio 2020 è stata lanciata da Cape Canaveral la missione “Mars 2020“, a bordo di un razzo Atlas V. La missione prevede la discesa di un rover chiamato Perseverance sulla superficie di Marte, destinato a studiare l’abitabilità del Pianeta e il suo passato, cercando anche tracce di vita biologica. Altre due novità della missione sono la presenza di un microfono che verrà utilizzato per raccogliere i suoni presenti su Marte e la presenza di un piccolo elicottero sperimentale (drone) chiamato Ingenuity. Se tutto andrà come previsto sarà il primo velivolo a solcare i cieli di un pianeta diverso dal nostro. La riuscita del primo volo non è del tutto scontata infatti, l’atmosfera di Marte e la sua gravità sono molto diverse da quella terrestre; ciò rende problematica la creazione della giusta portanza che permette di sollevare correttamente il piccolo elicottero. Nonostante ciò, i tecnici della NASA sono molto fiduciosi nel progetto. Il compito del piccolo drone sarà quello di dimostrare la possibilità del volo su Marte e di mostrare le immagini del suolo marziano al rover, suggerendo il percorso migliore da intraprendere.Ammartaggio
Passiamo all’ammartaggio (lasciatemi passare il termine) vero e proprio. La discesa del rover è prevista il 18 Febbraio 2021 e durerà 7 minuti; 7 minuti di puro terrore, durante i quali dalla Terra non potrà esser inviato nessun comando o controllo della sonda per via dell’enorme distanza che divide la Terra da Marte. Si pensi che un segnale radio impiega ad arrivare a destinazione dai 4 minuti (in buone condizioni) sino ai fino a 20 minuti (in funzione della distanza tra i due pianeti), quindi la sonda effettuerà l’avvicinamento all’atmosfera marziana in modo completamente automatico. La fase finale di avvicinamento della sonda si chiama “EDL” (Entry, Descent, and Landing), la quale comincerà 10 minuti prima dell’ingresso nell’atmosfera marziana ed inizierà con il distacco dello stadio utilizzato durante il viaggio per le eventuali manovre di correzioni della traiettoria. Comprende i serbatoi del propellente e i pannelli solari; rimarrà soltanto il guscio con all’interno il rover e lo stadio utilizzato per frenare la discesa. 
A questo punto l’atmosfera marziana farà sentire la sua presenza e le temperature schizzeranno attorno ai 1300 gradi centigradi in appena 80 secondi; per fortuna il rover, con il suo scudo termico, viene protetto dalla temperatura estrema raggiunta durante la fase d’ingresso atmosferico.
Dopo l’ingresso in atmosfera dei piccoli propulsori correggeranno la traiettoria per mantenere l’angolo di discesa ideale, compensando le probabili sacche d’aria che la sonda incontrerà durante la discesa.
Successivamente bisognerà ridurre la velocità. Infatti, la capsula durante l’ingresso nell’atmosfera marziana, passerà dai 20.000 Km/h a “solo” 1.600 Km/h, momento in cui si dispiegherà il paracadute, il quale rallenterà ulteriormente la capsula. L’apertura del paracadute deve essere assolutamente precisa. Un’apertura ritardata potrebbe far fallire l’intera missione e per evitare questa eventualità la NASA ha introdotto una nuova tecnologia che si chiama “Range Trigger“. Questa tecnologia permetterà di calcolare l’esatta distanza del mezzo dalla zona di “ammartaggio“, determinando il momento ideale per l’apertura del paracadute.
L’apertura del paracadute avverrà dopo circa 4 minuti dall’ingresso della capsula nell’atmosfera marziana a circa 11km di altezza; dopo circa 20 secondi avverrà il distacco dello scudo termico, ormai non più necessario, esponendo il rover all’atmosfera del pianeta. Entrano in gioco due strumenti fondamentali del rover: il radar e la telecamera di bordo. Il primo si occuperà di determinare con precisione l’altitudine del rover, la seconda si occuperà di analizzare il terreno al di sotto del rover, per capire la conformazione e le sue caratteristiche. Perseverance (che sarà già attivo) confronterà le immagini provenienti dalla telecamera con delle immagini che ha già salvato nella sua memoria, per determinare la posizione migliore per l’ammartaggio, nei pressi del cratere Jezero.
Durante la fase di “ammartaggio” il paracadute non può garantire una discesa sicura del rover, che ricordiamo, ha un peso di 1025 kg. L’azione frenante del paracadute ridurrà la velocità del rover a circa 320 Km/h, ma anche così la velocità sarà troppo alta per garantirne l’ammartaggio in sicurezza. Per diminuire ancora la velocità il rover effettuerà il distacco del paracadute e utilizzerà 8 motori posizionati all’interno del guscio di protezione. Perseverance avvierà i motori alla massima potenza, a circa 2 Km dalla superficie, riducendo la velocità di discesa a circa 2,7 Km/h. Nel momento in cui il rover si troverà a circa 20 metri di altezza (circa 12 secondi dall’ammartaggio), si attiverà la manovra finale chiamata Sky crane. Tale manovra consiste nel calare il rover dal guscio di protezione mediante dei cavi di nylon, i quali si estenderanno fino a 6,4 metri circa. Nel frattempo il rover attiverà il suo sistema di mobilità, bloccando le gambe e le ruote in posizione di ammartaggio.
Appena Perseverance toccherà il suolo marziano i cavi che uniscono il rover al guscio di protezione verranno tagliati, così da liberare la sonda.
A questo punto l’atmosfera marziana farà sentire la sua presenza e le temperature schizzeranno attorno ai 1300 gradi centigradi in appena 80 secondi; per fortuna il rover, con il suo scudo termico, viene protetto dalla temperatura estrema raggiunta durante la fase d’ingresso atmosferico.Dopo l’ingresso in atmosfera dei piccoli propulsori correggeranno la traiettoria per mantenere l’angolo di discesa ideale, compensando le probabili sacche d’aria che la sonda incontrerà durante la discesa.
Successivamente bisognerà ridurre la velocità. Infatti, la capsula durante l’ingresso nell’atmosfera marziana, passerà dai 20.000 Km/h a “solo” 1.600 Km/h, momento in cui si dispiegherà il paracadute, il quale rallenterà ulteriormente la capsula. L’apertura del paracadute deve essere assolutamente precisa. Un’apertura ritardata potrebbe far fallire l’intera missione e per evitare questa eventualità la NASA ha introdotto una nuova tecnologia che si chiama “Range Trigger“. Questa tecnologia permetterà di calcolare l’esatta distanza del mezzo dalla zona di “ammartaggio“, determinando il momento ideale per l’apertura del paracadute.L’apertura del paracadute avverrà dopo circa 4 minuti dall’ingresso della capsula nell’atmosfera marziana a circa 11km di altezza; dopo circa 20 secondi avverrà il distacco dello scudo termico, ormai non più necessario, esponendo il rover all’atmosfera del pianeta. Entrano in gioco due strumenti fondamentali del rover: il radar e la telecamera di bordo. Il primo si occuperà di determinare con precisione l’altitudine del rover, la seconda si occuperà di analizzare il terreno al di sotto del rover, per capire la conformazione e le sue caratteristiche. Perseverance (che sarà già attivo) confronterà le immagini provenienti dalla telecamera con delle immagini che ha già salvato nella sua memoria, per determinare la posizione migliore per l’ammartaggio, nei pressi del cratere Jezero.
Durante la fase di “ammartaggio” il paracadute non può garantire una discesa sicura del rover, che ricordiamo, ha un peso di 1025 kg. L’azione frenante del paracadute ridurrà la velocità del rover a circa 320 Km/h, ma anche così la velocità sarà troppo alta per garantirne l’ammartaggio in sicurezza. Per diminuire ancora la velocità il rover effettuerà il distacco del paracadute e utilizzerà 8 motori posizionati all’interno del guscio di protezione. Perseverance avvierà i motori alla massima potenza, a circa 2 Km dalla superficie, riducendo la velocità di discesa a circa 2,7 Km/h. Nel momento in cui il rover si troverà a circa 20 metri di altezza (circa 12 secondi dall’ammartaggio), si attiverà la manovra finale chiamata Sky crane. Tale manovra consiste nel calare il rover dal guscio di protezione mediante dei cavi di nylon, i quali si estenderanno fino a 6,4 metri circa. Nel frattempo il rover attiverà il suo sistema di mobilità, bloccando le gambe e le ruote in posizione di ammartaggio.Appena Perseverance toccherà il suolo marziano i cavi che uniscono il rover al guscio di protezione verranno tagliati, così da liberare la sonda.
Nome della missione
È bene ricordare quanto sia complesso far atterrare qualcosa sulla superficie di un altro pianeta, come Marte. Infatti, solamente 9 missioni su 20 sono state completate con successo.
Un altro grado di difficoltà che si è aggiunto alla missione è l’attuale pandemia, la quale ha ritardato di molto la realizzazione della sonda nei tempi stabiliti dalla finestra di lancio (che terminava il 18 agosto 2020); non a caso il nome “Perseverance” è stato scelto per la dedizione e la perseveranza di tutti i tecnici della NASA durante tutte le fasi preparatorie della missione.
Un altro grado di difficoltà che si è aggiunto alla missione è l’attuale pandemia, la quale ha ritardato di molto la realizzazione della sonda nei tempi stabiliti dalla finestra di lancio (che terminava il 18 agosto 2020); non a caso il nome “Perseverance” è stato scelto per la dedizione e la perseveranza di tutti i tecnici della NASA durante tutte le fasi preparatorie della missione.