Ecco un breve aggiornamento estivo sul lander robotico che partirà alla volta del Pianeta Rosso fra meno di un anno.
Anche Mars 2020 studierà la performance del proprio scudo termico
Con l’obiettivo di riportare gli astronauti sulla Luna per il 2024 grazie al programma Artemis, che stabilirà inoltre una presenza continuativa dell’uomo sulla e attorno alla Luna per il 2028, NASA utilizzerà queste missioni lunari e le missioni robotiche su Marte per prepararsi all’esplorazione umana del Pianeta Rosso. L’hardware installato sul lander di Mars 2020 nei giorni scorsi, aiuterà ad aumentare la sicurezza degli atterraggi su Marte del futuro.
Il progetto Mars Entry, Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) prevede una suite di sensori che misureranno l’ambiente aerotermico e la performance del materiale che compone il sistema di protezione termica (TPS), durante la fase di ingresso di Mars 2020 nell’atmosfera marziana. Proprio nei primi giorni di questo mese di agosto, gli ingegneri hanno installato la prima serie di dispositivi del sistema MEDLI2 sullo scudo termico del lander, che è composto dallo scudo termico vero e proprio e dal guscio posteriore di protezione. Il TPS proteggerà il rover Mars 2020 durante il transito dalla Terra a Marte e durante il passaggio infuocato nell’atmosfera del Pianeta Rosso.
«La comprensione della reale performance della nostra attuale generazione di lander è cruciale per permettere il sicuro ed affidabile atterraggio delle future missioni marziane sia robotiche che abitate. Le misurazioni termiche e pressorie di MEDLI2 sono la chiave per questa comprensione.» Ha spiegato Todd White, principal investigator di MEDLI2.
Recentemente MEDLI2 ha completato i test ambientali sull’hardware di volo presso il Langley Research Center della NASA di Hampton, Virginia. I test hanno incluso le prove di resistenza alla vibrazione e quelle nella camera termica a vuoto e hanno dimostrato la capacità dei dispositivi di sopravvivere ai grossi carichi acustici tipici dei lanci spaziali e al gelo estremo del viaggio verso Marte. Alcune parti dell’hardware sono inoltre state sterilizzate ad alta temperatura con successo, permettendo a MEDLI2 di minimizzare il pericolo di trasportare involontariamente materiale biologico terrestre sulla superficie di Marte. Per la fine di novembre 2019 tutti i componenti di MEDLI2 verranno completamente installati sullo scudo termico di Mars 2020.
MEDLI2 è composto da tre tipologie di sensori (termocoppie, sensori di flusso termico e trasduttori di pressione), una unità per l’acquisizione dei dati e il condizionamento del segnale (Sensor Support Electronics Unit) per la registrazione del calore e della pressione durante l’ingresso atmosferico fino all’apertura dei paracadute e da tutti i relativi cablaggi fra i sensori e la Sensor Support Electronics Unit.
Il progetto MEDLI2 è stato ideato sulla base della prima suite MEDLI (Mars Science Laboratory Entry, Descent & Landing Instrument) che ha volato con la missione Mars Science Laboratory nel 2012. Anch’esso verrà installato sullo scudo termico, ma con una differente configurazione per misurare meglio le caratteristiche del flusso termico. Per Mars 2020 la strumentazione verrà infatti installata sul guscio posteriore, appunto per ridurre il più possibile il campo di incertezza nei rilievi.
La sonda Mars 2020 entrerà nell’atmosfera marziana a una velocità di circa 20.117 km/h, ma MEDLI2 inizierà a raccogliere dati circa cinque ore prima di incontrare gli strati atmosferici più densi e continuerà ad effettuare le sue misurazioni durante tutta la fase di ingresso, fino all’apertura dei paracadute. Occorreranno circa 6 minuti al lander per rallentare dalla velocità di 20.117 km/h a quella di circa 3 km/h e durante tutta questa fase MEDLI2 misurerà i dati fondamentali delle performance dello scudo termico e del guscio posteriore di Mars 2020.
I dati raccolti da MEDLI2 andranno a riempire dei vuoti critici nelle conoscenze della tecnologia legata all’ingresso atmosferico, alla discesa e all’atterraggio. Questa tecnologia ha anche la potenzialità di ridurre la massa del TPS fino al 35%, con conseguente sensibile riduzione dei costi. La tecnologia che verrà sviluppata grazie all’aiuto dei dati raccolti sarà anche utile a ridurre le dimensioni dell’area di atterraggio, migliorando la precisione della manovra di landing e permettendo così di toccare siti di elevato interesse scientifico, anche se difficilmente raggiungibili.
«Le incertezze nelle nostre capacità di modellare e predire la performance di un veicolo che entra nell’atmosfera e del sistema di protezione termica a esso associato, ci costringono ad allargare i margini di questi attuali modelli di previsione (dal 100% al 200%) per essere certi che il veicolo possa sopravvivere anche nelle peggiori condizioni ipotizzabili», ha evidenziato Henry Wright, project manager di MEDLI2. «I dati raccolti da questo volo permetteranno la riduzione di queste incertezze permettendoci di ottenere previsioni di carichi e di performance molto più accurate».
Gli obiettivi principali di MEDLI2 sono quelli di ridurre i margini progettuali e le incertezze di previsione per gli ambienti aerotermici e per il database aerotermico. L’attenta analisi dei dati di volo del dispositivo è fondamentale per le prossime missioni esplorative marziane della NASA. MEDLI2 andrà a esplorare aree non indagate durante la missione precedente con il Mars Science Laboratory (MSL) e cercherà risposte alle domande sorte esaminando il lavoro compiuto dal dispositivo precedente, MEDLI/MSL.
MEDLI2 è un progetto legato al programma Game Changing Development guidato dallo Space Technology Mission Directorate della NASA, con il supporto del Human Exploration and Operations Mission Directorate e del Science Mission Directorate. Il progetto è gestito dal Langley e implementato in partnership con l’Ames Research Center e dal Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Mars 2020 si sottopone alla visita optometrica
La sonda della NASA che fra meno di un anno partirà per il Pianeta Rosso, è sottoposta in queste settimane a una vera e propria visita optometrica che serve a calibrare tutti i suoi numerosi e sofisticati sistemi ottici.
Per svolgere la calibrazione il team di ingegneri ha utilizzato dei pannelli riportanti griglie di puntini piazzate a distanze variabili da 1 a 40 metri. Questi pannelli bersaglio sono stati impiegati per confermare che le fotocamere incontrassero i requisiti progettuali di risoluzione e accuratezza geometrica. Sono state testate due Navcam (per le immagini panoramiche 3D), quattro Hazcam (Hazard avoidance camera, per la ricerca di ostacoli pericolosi), la SuperCam (per l’esame chimico-organico del suolo) e le due Mastcam-Z (per le immagini multispettrali e stereoscopiche).
Al momento sono state calibrate le fotocamere anteriori del rover, che sono importanti per la visione stereoscopica del veicolo. Sono state quindi passate in rassegna le fotocamere del telaio e quelle montate sul traliccio caratterizzandone l’allineamento geometrico visto che esse saranno di basilare importanza per la guida del veicolo su Marte, per le operazioni con il braccio robotico e per puntare con precisione il laser.
Nelle prossime settimane, verranno calibrate similmente le camere posteriori e quelle della torretta al termine del braccio.
Image credit: NASA/JPL-Caltech
