Il futuro dell'esplorazione extraplanetaria sarà... strisciante. Almeno per quanto riguarda lo studio dei terreni rocciosi di Marte, della Luna e di alcuni asteroidi o comete. Sempre più spesso i rover delle agenzie spaziali - capaci di coprire lunghe distanze su mondi alieni - saranno accompagnati da robot biomimetici modellati sui rettili terrestri, capaci di addentrarsi nei pertugi di suolo e sottosuolo e anche di sfruttare gli ostacoli come strumento per avanzare.
La Foundation for Scientific and Industrial Research (SINTEF), la più grande organizzazione indipendente per la ricerca in Scandinavia, ne sta studiando alcuni in collaborazione con l'ESA nell'ambito di un progetto denominato SERPEX.
Dove l'uomo non arriva. Sulla Stazione spaziale, aiutanti come Wheeko, il robot serpente, o come Aiko, un concept analogo (nel video qui sotto), potrebbero servire per ispezionare gli angoli meno raggiungibili: la struttura a moduli motorizzati e dai movimenti indipendenti è studiata per lavori di manutenzione in ambiente di microgravità.
Sul pianeta rosso. Ma le potenzialità di questi rover sinuosi si estendono molto al di là della nostra base orbitante. Su Marte, potrebbero essere impiegati nel campionamento di suolo e sottosuolo, o spingersi laddove alcuni rover, come Spirit, sono rimasti impantanati. Rover su ruote e serpenti sarebbero connessi via radio (e in qualche modo più diretto, per la ricarica): gli aiutanti striscianti sarebbero a tutti gli effetti il braccio aggiuntivo dei rover più grandi.
luna e comete. Sulla Luna questi strani esploratori potrebbero andare in avanscoperta nei tubi di lava, i tunnel che si vorrebbero sfruttare per la costruzione di basi umane permanenti. Per le comete, vale l'esperienza di Philae, il lander di Rosetta finito in un angolo di 67P non illuminato dal Sole: un rover-serpente avrebbe forse avuto maggiori probabilità togliersi d'impiccio e di riguadagnare la piena operatività.
Nei prossimi anni, i rettili robotici potrebbero affiancare gli altri aiutanti degli astronauti della ISS: come SPHERES, i piccoli satelliti miniaturizzati del MIT, o Astrobee, un cubo robotico con telecamere e sensori già pronto a fare il suo debutto a gravità zero.
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
