L’elicottero drone Mars Ingenuity non volerà più

Prima o poi sarebbe dovuto accadere e purtroppo in questi giorni è arrivata la brutta notizia: Ingenuity, il piccolo drone elicottero in missione su Marte ha terminato inaspettatamente le sue operazioni di volo. L’ormai mitico elicottero Ingenuity Mars della NASA ha concluso la sua missione sul Pianeta Rosso dopo aver superato ogni più rosea aspettativa. L’elicottero è ora al suolo rimanendo comunque in collegamento con i controllori a Terra. Le immagini del volo del 18 gennaio, l’ultimo, mostrano che una o più pale del rotore hanno subito danni in fase di atterraggio e ora l’elicottero non è più in grado di volare.

Inizialmente il danno sembrava limitato a una sola pala, successivamente l’osservazione di nuove immagini ha mostrato danni a due pale ma in realtà è molto probabile che tutte e quattro le pale abbiano subito danni più o meno estesi. Gli ingegneri del JPL non hanno ancora compreso quale sia stata la causa del problema e quale sia lo stato dei rotori di Ingenuity. Questo problema sarà investigato nei prossimi giorni raccogliendo nuove immagini dalle fotocamere del drone e da quelle di Perseverance. L’elicottero è comunque riuscito ad atterrare sui propri supporti e riceve energia, oltre a essere in grado di comunicare con il rover.

Nei prossimi giorni le pale saranno fatte ruotare a bassissima velocità per raccogliere nuove immagini e nuovi video. Il rover Perseverance non si trova molto distante dal drone ma la priorità a lui assegnata è la ricerca scientifica, per questo motivo saranno necessari da giorni a settimane per avere immagini di NASA Ingenuity da parte di Perseverance. Ciò che è ormai ufficiale è che Mars Ingenuity non volerà più, poiché elicotteri come questo non sono progettati per volare anche con una piccola frazione di grammo di sbilanciamento alle pale.

A rendere più difficoltose le indagini è la mancanza dei dati telemetrici che possano descrivere cosa sia successo quando mancava un metro all’atterraggio del volo 72. Quei dati sono andati irrimediabilmente persi. Gli specialisti del JPL dovranno fare ipotesi ricostruendo quanto accaduto grazie alle tracce lasciate sul suolo e alla condizioni attuali del drone.

Progettato come dimostratore tecnologico per effettuare fino a cinque voli sperimentali nell’arco di 30 giorni, l’elicottero drone ha operato sul pianeta rosso per quasi tre anni, effettuando un totale di 72 voli, aver volato oltre 14 volte più lontano del previsto registrando un totale di poco più di due ore di volo. La notevole mole di dati raccolti nel corso di tutte le sue missioni risulterà fondamentale per dare il via alla sperimentazione di nuovi droni che potranno volare sia su Marte sia su altri corpi celesti. L’utilizzo combinato di droni e rover potrebbe rappresentare un nuovo modo per esplorare pianeti o satelliti di pianeti riuscendo a percorrere distanze superiori e superando ostacoli che potrebbero risultare insormontabili a mezzi con le ruote.

Ingenuity era atterrato su Marte il 18 febbraio 2021, trasportato dal rover Perseverance della NASA, e si era sollevato per la prima volta dalla superficie marziana il 19 aprile, dimostrando la fattibilità di eseguire un volo motorizzato e controllato da remoto. Dopo aver effettuato gli altri quattro voli previsti dal progetto iniziale, il JPL ha potuto constatare le ancora ottime condizioni di Ingenuity; per questo motivo è stato deciso di proseguire la sua avventura su Marte trasformando i suoi compiti in una nuova missione da dimostratore operativo, fungendo da ricognitore aereo per gli scienziati e per i piloti di Perseverance.

Il 18 gennaio 2024, ovvero il giorno che sarebbe poi risultato quello del suo ultimo volo, il team di Ingenuity aveva pianificato che l’elicottero si alzasse in volo di qualche metro solamente per poter determinare la sua posizione sul pianeta dopo che il giorno precedente il drone aveva dovuto eseguire un atterraggio di emergenza. I dati di volo hanno evidenziato che, come previsto, l’elicottero avesse raggiunto un’altitudine massima di 12 metri rimanendo in hovering per 4,5 secondi prima di iniziare la discesa al suolo a una velocità di 1 metro al secondo. Purtroppo, giunto a circa 1 metro di quota, Ingenuity ha perso il contatto con il rover, che occorre ricordare funge anche da ponte radio per le comunicazioni tra l’elicottero e gli specialisti a Terra. Il giorno successivo, al corretto ripristino delle comunicazioni e alla successiva ricezione delle immagini scattate dal drone e trasmesse a Terra ai controllori di terra del JPL della NASA, si sono scoperti i danni alle pale del rotore.

Trionfi, sfide

Nel corso di una missione durata quasi 1.000 giorni marziani, Ingenuity, che nel corso della missione è stato potenziato per dargli la capacità di scegliere autonomamente i siti di atterraggio, ha dovuto affrontare vari imprevisti tra cui il guasto di un sensore, riuscire a ripulirsi dopo le tempeste di sabbia, operare da 48 diversi siti di atterraggio, effettuare tre atterraggi di emergenza e sopravvivere al gelido inverno marziano.

Progettato per operare con le temperature della primavera marziana, Ingenuity non era in grado di alimentare i suoi riscaldatori per tutta la notte dell’inverno marziano, con il risultato che il computer di volo si bloccava e si ripristinava periodicamente. Questi “cali di tensione” hanno richiesto al team del JPL la riprogettazione delle operazioni invernali di Ingenuity per poter proseguire le attività di volo il mattino successivo.

In una conferenza stampa tenutasi negli scorsi giorni è stato ripercorso il “cammino” del drone marziano. Travis Brown (capo ingegnere di Ingenuity al JPL) ha ricordato come dai primi cinque voli in 30 giorni previsti inizialmente per Ingenuity si è passati poi a una vera e propria campagna operativa più estesa viste le potenzialità del progetto. Quando Perseverance ha iniziato a risalire il delta del fiume che un tempo riempiva d’acqua il cratere Jezero ci si è accorti che era difficile per il drone stare davanti al rover durante i suoi spostamenti. Il rover infatti è in grado di muoversi utilizzando una sorta di “pilota automatico” che consente di ridurre l’intervento umano durante gli spostamenti, mentre il drone deve necessariamente ricevere istruzioni. Il JPL decise di intervenire scegliendo di cambiare strategia e puntare a superare i limiti spingendosi oltre le specifiche iniziali. Per esempio durante il 49º volo furono battuti i record di velocità e altitudine. Al 62º volo invece venne toccata la velocità più elevata mentre l’altitudine massima è stata raggiunta nel corso del 61º volo. Gli ingegneri hanno anche provato diverse strategie di atterraggio; una veloce pensata per risparmiare energia e una lenta ideale per preservare i supporti del rotore.

L’elicottero Ingenuity è stato costruito dal JPL, che gestisce anche il progetto per il quartier generale della NASA. È supportato dal Science Mission Directorate della NASA. L’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California e il Langley Research Center della NASA a Hampton, in Virginia, hanno fornito significative analisi delle prestazioni di volo e assistenza tecnica durante lo sviluppo di Ingenuity. Anche AeroVironment Inc., Qualcomm e SolAero hanno fornito assistenza alla progettazione e ai principali componenti del veicolo. Lockheed Space ha progettato e prodotto il Mars Helicopter Delivery System.

Alcune statistiche

Ingenuity Mars Helicopter ha effettuato 72 voli dal 19 aprile 2021. Sarebbero dovuti essere solo 5…
Nel corso della sua missione su Marte, Ingenuity stabilito i seguenti record:

• Il primo velivolo in grado di effettuare un volo propulso e controllato da remoto su un altro pianeta. Un volo che è stato definito come il “Wright Brothers moment”
• Ha volato per complessivi 128,8 minuti, coprendo una distanza totale di 17,0 km e una altezza massima di 24,0 m
• Ha volato con successo nella particolare atmosfera rarefatta marziana
• Ha sorvolato zone di possibile importanza del pianeta rosso da indicare al rover Perseverance per l’esplorazione
• Ha permesso di analizzare aspetti che potranno essere utili nell’esplorazione di altri corpi spaziali

Timeline dei moneti salienti della sua vita operativa

• 18/02/2021 – Atterraggio su Marte
• 03/04/2021 – Distacco da Perseverance e rilascio sulla superficie
• 04/04/2021 – Sopravvivere alla prima notte marziana
• 08/04/2021 – Primi test di funzionamento del rotore
• 19/04/2021 – Primo volo
• 25/04/2021 – Scatto delle prime foto della superficie del pianeta
• 07/05/2021 – Conclusione della fase di valutazione tecnica
• 05/07/2021 – Primo volo di trasferimento
• 24/07/2021 – Primo volo di ricognizione
• 04/08/2021 – Nuovo volo di ricognizione
• 08/04/2022 – Stabilito il record della più lunga distanza di volo
• 19/04/2022 – Sorvolo dell’area presidiata dal rover Perseverance
• 13/04/2023 – 50º volo
• 05/10/2023 – Stabilito il record della massima quota raggiunta
• 25/01/2024 – Conclusione della missione

Fonte: NASA