La Nasa ha confermato che sul prossimo rover che partirà per Marte tra due anni con la missione Mars 2020 ci sarà un piccolo elicottero autonomo: il primo velivolo che solcherà i cieli di un altro pianeta!
L'idea, del 2013, è stata trasformata in progetto dal Jet Propulsion Laboratory (JPL). Dopo tanti tentennamenti, oggi l'idea del Mars Helicopter è diventata realtà: pesa poco meno di 2 chilogrammi, ha le dimensioni di una "palla da softball" (circa 10 centimetri di diametro) e un sistema a doppia ala controrotante, l'elemento tecnologico più importante, che ha il compito di sostenerlo nella sottile atmosfera marziana a oltre 2.500 giri al minuto.
Tutto da solo. Si tratta di una velocità di rotazione ragguardevole, pari a circa 10 volte quella prodotta dai rotori degli elicotteri... terrestri. Volare su Marte, infatti, non è uno scherzo: considerata la rarefatta atmosfera del Pianeta Rosso, è come volare sulla Terra a 30 km di quota - dove l'effetto della portanza sulle ali è decisamente scarso. A parte questo aspetto, l'elicottero è progettato per essere del tutto autonomo: caricherà le batterie al litio grazie alle celle solari e avrà un sistema che gli permetterà di tenere al caldo i suoi strumenti e il motore durante il freddo delle notti marziane.
Per evitare anche solo la possibilità di urti e danni al rover, questo deporrà il rover sul suolo marziano e si allontanerà a distanza di sicurezza prima di fare alzare in volo l'elicottero.
Ogni volo sarà programmato in anticipo dai tecnici del controllo missione, perché non è possibile guidarlo e controllarlo in tempo reale - a causa del ritardo di comunicazioni tra la Terra e Marte (8 minuti e più). Al momento si ipotizza di farlo volare almeno 5 volte, in missioni da 90 secondi, su distanze che via via aumenteranno.
L'atmosfera marziana - l'abbiamo visto in questi giorni - rende l'atterraggio di carichi pesanti sul Pianeta Rosso un'impresa ardua, che ha buon esito solo nella metà circa dei casi. Quali sono i sistemi di discesa e raccolta dati alternativi agli attuali robot su ruote? Una carrellata di progetti fantasiosi e audaci che forse appariranno nel futuro orizzonte marziano.
L'elicottero robot. I rover marziani macinano in media 3,5 km all'anno. Un po' poco, per esplorare in lungo e in largo il Pianeta Rosso: da qui l'idea di affiancare alle "lumache su ruote" elicotteri autonomi e a bassa quota capaci di coprire 3 volte la loro distanza nello stesso arco di tempo, e di andare in avanscoperta per capire quale sia la strada migliore da percorrere. La Nasa li ha testati per ora solo sulla Terra, e non ci sono piani concreti per spedirne uno su Marte in tempi brevi.
Foto: © NASA/JPL-Caltech
Droni. Queste sentinelle robotiche allo studio del Kennedy Space Center della Nasa potrebbero spingersi in aree impervie (date le piccole dimensioni) e scarsamente illuminate, perché per funzionare non hanno bisogno di molta batteria. Il problema è che sulla Terra, si appoggiano di solito a un'atmosfera, che su Marte risulta invece incredibilmente rarefatta. Gli ingegneri della Nasa in Florida stanno quindi studiando quadricotteri capaci di funzionare anche in ombra e in assenza di atmosfera.
Foto: © NASA
Entomotteri. Direttamente ispirati agli insetti, questi droni ronzanti compenserebbero la rarefatta atmosfera marziana con velocissimi battiti d'ali: così facendo non avrebbero bisogno di funzionare ad altissima velocità per rimanere in volo (gli altri elicotteri dovrebbero procedere a circa 400 km orari). Volando piano, potrebbero avvicinarsi a luoghi specifici e prelevare campioni da portare alla base madre (nell'illustrazione). Il concept che vedete è stato finanziato dalla Nasa nel 2002 ed è allo studio all'Ohio Aerospace Institute di Cleveland.
Foto: © Nasa
Il "disco volante". Il Low-Density Supersonic Decelerator della Nasa, un paracadute gonfiabile a forma di UFO, è un sistema per atterraggi multi stadio sulla superficie del Pianeta Rosso, costituito da due deceleratori gonfiabili e un paracadute. Ha superato alcuni test preliminari, e in futuro potrebbe servire per far ammartare carichi pesanti, di oltre 100 tonnellate. Per ora il più impegnativo da far atterrare sul Pianeta Rosso è stato il rover Curiosity, che comunque è un "peso piuma" di una tonnellata soltanto.
Foto: © NASA
L'aliante boomerang. Se la forma mi sembra familiare non sbagliate: questo aliante marziano è stato progettato su modello dei boomerang seguendo un design ideato dall'ingegnere tedesco Ludwig Prandtl un secolo fa. Non ha timone e la forma delle sue ali dovrebbe servire a minimizzare la resistenza dell'aria e massimizzare l'efficienza. La Nasa spera di poterlo usare per raccogliere dati sull'atmosfera marziana mentre plana dolcemente al suolo, sperando in un atterraggio più graduale di quello toccato al lander Schiaparelli.
Foto: © NASA
Il mini aereo pieghevole. Questo modellino dal pieghevole si basa su alcuni prototipi di aerei scientifici, usati sulla Terra per studiare l'inquinamento atmosferico a partire dagli anni '70. Ne sono state studiate tre diverse versioni, ma non in tempi recenti. Difficilmente vedremo questo "origami" spiccare il volo verso il Pianeta Rosso.
Foto: © NASA
L'aereo vero e proprio. Si chiama ARES (Aerial Regional-scale Environmental Surveyor) il prototipo di aereo a razzo di piccole dimensioni (o a motore elettrico, o a combustione interna: la questione propellente non è ancora chiara) sviluppato dal Langley Research Center della Nasa in Virginia. Il velivolo ha un'apertura alare di dovrebbe raggiungere Marte all'interno di un guscio protettivo; una volta nell'atmosfera marziana, sarebbe rilasciato in volo, e avrebbe un'autonomia di circa un'ora.
Foto: © NASA
I palloni trasportati dal vento. Quando il gioco si fa duro... meglio rimanere sulle cose semplici. Come una palla di plastica trasportata dal vento: l'idea degli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory della Nasa è di sospendere il payload scientifico all'interno di corde in tensione dalla forma ricurva, che possano spostarsi sospinte dai venti marziani. Sulla Terra funziona, bisogna vedere come se la caveranno i palloni con i diavoli di sabbia marziani.
Foto: © NASA
I rover. Finora il trasporto su ruote è stato il più utilizzato su Marte, e sarà protagonista anche, se tutto procede secondo i piani, della missione ExoMars 2020. Ma i rover hanno alcuni limiti. Intanto, di velocità: Curiosity procede alla velocità di circa 5 cm al secondo. Rischiano inoltre di rimanere ingolfati nelle sabbie marziane, come accadde a Spirit nel 2010. E ci sono alcuni luoghi che non possono raggiungere, perché troppo impervi o troppo a rischio contaminazione.
Foto: © ESA
Robot saltellanti. Quale modo migliore per evitare gli ostacoli e coprire lunghe distanze, che procedere... a grandi balzi? In futuro i robot marziani potrebbero sfruttare i gas presenti nell'atmosfera del Pianeta per compiere balzi anche di un km. Alcuni scienziati inglesi hanno proposto un concept di robot che utilizzi isotopi radioattivi per alimentare le fasi iniziali del salto. Insomma perché aggirare un rilievo, se lo si può evitare con un veloce salto?
Foto: © Nasa
