Bentornati su Marte! Tra la congiunzione solare di novembre e il rallentamento dei lavori per le vacanze di Natale, il sito della NASA dedicato a Mars 2020, la missione che include il rover Perseverance e l’elicottero Ingenuity, non ha ricevuto molti aggiornamenti ufficiali sullo stato delle attività. Questo ha costretto il vostro autore a una ricostruzione basata, ancora più del solito, sull’analisi di foto grezze, mappe e altri “indizi”.
Questo primo aggiornamento dell’anno è dedicato a Ingenuity che dopo la congiunzione ha eseguito cinque voli, purtroppo non tutti eseguiti esattamentecome da programmi. Si parte!
Le foto durante la congiunzione
Data l’impossibilità di svolgere nuove attività aeree durante le settimane della congiunzione di novembre, gli scienziati hanno avuto l’idea di usare Ingenuity e le sue camere per degli studi più “statici” di Marte. È stata sfruttata la posizione sulla collina sabbiosa, raggiunta al termine del volo 66 , e l’elicottero ha fotografato a intervalli regolari il terreno attorno a lui dal Sol 964 al 985. In questo modo si è analizzato il modo in cui la regolite marziana viene spostata dal tenue vento nell’atmosfera del Pianeta Rosso. Queste informazioni saranno poi correlate con le misurazioni meteorologiche eseguite dal rover Perseverance. La camera a colori di Ingenuity, rivolta verso nord-ovest, ha scattato una foto al giorno sempre alla stessa ora locale, circa le 10:18 del mattino.
Si nota che dal primo all’ultimo Sol di osservazione le ombre si allungano, segno che il Sole si presentava progressivamente più basso all’ora scelta per gli scatti. L’emisfero nord attualmente si trovava infatti nella stagione estiva in avvicinamento all’equinozio d’autunno che si è verificato il 12 gennaio, e le giornate di Ingenuity e Perseverance si stanno progressivamente accorciando. Elaborando queste immagini ho aumentato intenzionalmente il contrasto per esaltare le minime differenze nella posizione della regolite, intuibili in particolare in corrispondenza dell’impronta della gamba di atterraggio in primo piano.
L’intera sequenza delle 21 fotografie è qui mostrata in un video, con uno zoom proprio sull’impronta menzionata.
Ingenuity decolla di nuovo
Con la fine della congiunzione Ingenuity riparte: il Sol 990, 2 dicembre terrestre, decolla per la sua attività numero 67 che consiste in un volo di 393 metri eseguiti in 2 minuti e 16 secondi. Con questo spostamento l’elicottero viene fatto dirigere verso nord-ovest proseguendo le attività di esplorazione delle aree che nelle prossime settimane saranno raggiunte anche dal rover. Al termine di questo volo Ingenuity e Perseverance tornano lontani quanto non lo erano da parecchi mesi, con una distanza reciproca stimabile in circa 1500 metri.
Il 68esimo volo ha avuto luogo il 16 dicembre o Sol 1002. Con uno spostamento di 702 metri percorsi in 131 secondi l’elicottero ha eseguito un test di spostamento ad alta velocità in direzione nord-est facendo poi ritorno al luogo di partenza e qui riatterrando. Nel momento della sua esecuzione si è trattato del secondo volo più lungo di sempre e ha visto quasi eguagliato il record di 704 metri del 25°, eseguito ad aprile 2022. La differenza è che lo spostamento del 2022 era consistito in un’unica tratta in linea retta mentre quest’ultimo ha incluso anche una frenata, una pausa per fotografare il sito e un’altra accelerazione per il ritorno al punto di partenza.
Per questa attività e le successive descritte nell’articolo sono state rilasciate complessivamente poche decine di foto in totale, ma tra esse è ugualmente possibile trovare dettagli interessanti. Ne è un esempio proprio questa istantanea catturata da Ingenuity nei momenti dell’atterraggio del volo 68, con l’ovale rosso nella parte bassa che evidenzia le quattro impronte lasciate a conclusione della precedente attività.
È stato possibile percorrere la stupefacente distanza di oltre 700 metri in un tempo relativamente breve grazie alla grande velocità di 10 m/s che potrebbe diventare la nuova normalità per Ingenuity.
La difficoltà di volare ad alta velocità
Un particolare interessante sulle recenti sperimentazioni dei tecnici dell’elicottero riguarda il fatto che queste velocità di spostamento molto elevate mettono alla prova, oltre che l’aerodinamica delle eliche del drone, anche il software di navigazione autonoma.
Il computer di bordo usa infatti la camera in bianco e nero puntata verso il suolo per osservare il movimento delle caratteristiche superficiali e stimare la distanza percorsa attraverso il confronto tra frame. Velocità troppo elevate rendono i fotogrammi, pur se consecutivi, troppo diversi tra loro, facendo sì che il software di navigazione non riesca a ricostruire correttamente velocità e direzione dell’elicottero. La soluzione che viene implementata è l’incremento dell’altezza di volo, in modo da inquadrare una porzione più ampia di superficie e far sì che i dettagli del terreno cambino meno rapidamente anche nel caso di spostamenti ad alta velocità.
Meno recentemente, in particolare con i voli 57, 58 e 59, sono state testate invece minori velocità di atterraggio, e più precisamente quella con cui l’elicottero discende gli ultimi metri prima di toccare il suolo. Inizialmente sviluppato per toccare il suolo a un metro al secondo, Ingenuity è stato riprogrammato per sperimentare una velocità inferiore del 25%. Queste prove stanno aiutando la progettazione dei futuri velivoli che andranno su Marte, i quali se saranno in grado di atterrare in modo più dolce potranno far uso di gambe di atterraggio più leggere con ricadute positive sull’autonomia di volo e sulla possibilità di essere dotati di carichi scientifici più avanzati.
Sempre a proposito di esperimenti, a inizio dicembre la NASA ha rilasciato informazioni riguardo al fatto che due voli dello scorso mese sarebbero stati impiegati per testare le prestazioni in beccheggio e rollio con dei voli ad alta velocità. Questo ha avuto conferma sia con il volo 68 che quello che è seguito nel Sol 1007 (20 dicembre).
Un volo da record
Il volo 69, con una programmazione molto simile al precedente, ha visto Ingenuity spostarsi per 705 metri (nuovo record assoluto) toccando ancora la velocità di 10 m/s e riatterrando ancora una volta nel medesimo sito denominato Airfield Chi. Dopo aver terminato l’alfabeto latino siamo quasi agli sgoccioli anche con l’alfabeto greco!
Due giorni dopo l’elicottero riparte e completa l’attività numero 70 che è consistita in uno spostamento di 260 metri eseguiti in 133 secondi.
Al termine di una pausa natalizia delle attività, il giorno dell’Epifania Ingenuity esegue il 71esimo volo.
Secondo i programmi l’elicottero avrebbe dovuto volare per 125 secondi percorrendo 358 metri, con uno spostamento definito di “riposizionamento” che, da previsioni, si deduce l’avrebbe dovuto riportare nei pressi del medesimo sito di atterraggio Airfield Chi. Ma le cose non sono andate come previsto.
Un problema di navigazione
Ingenuity non ha completato il volo secondo i programmi, ma ha percorso solo 71 metri interrompendo l’attività dopo appena 35 secondi. La ragione di questo, secondo un brevissimo aggiornamento pubblicato nell’account X (ex Twitter) del JPL, è da imputare a un terreno privo di caratteristiche superficiali che a un certo punto del volo ha impedito al software di navigazione di calcolare correttamente direzione e velocità di spostamento.
Si può ipotizzare che in quel momento, come già avvenuto in passato con il volo numero 53, sia intervenuto il sottoprogramma LAND-NOW che blocca il volo in corso e avvia un atterraggio di emergenza. Siamo rimasti col fiato sospeso per alcuni giorni, finché il 12 gennaio è stata rilasciata un’immagine acquisita da Ingenuity 3 giorni prima.
La foto mostra la prospettiva familiare della camera di navigazione con Ingenuity posato al suolo e la sua ombra netta delle ore 10:11 locali.
La mappa ufficiale non è stata ancora aggiornata con il percorso compiuto in quest’ultimo volo incompleto, quindi ho provato a calcolarne una stima che ho inserito insieme agli altri spostamenti raccontati nell’articolo (aprire la GIF se questa non parte in automatico).
Per questo aggiornamento dedicato esclusivamente a Ingenuity è tutto, alla prossima!
