Test estremi per Perseverance
La data di lancio di Perseverance, il rover della missione Nasa Mars 2020, si avvicina. Pur con la maggior parte del personale in telelavoro, i preparativi vanno avanti senza sosta, e il rover ha già affrontato con successo le prove più ardue – al paracadute, nella camera sonora e nella camera termica.
Rispetto a qualunque altro veicolo terrestre, le sonde che ci portano su altri pianeti hanno almeno due svantaggi. Il primo è che non possono essere riparate e tutto deve quindi funzionare a dovere, ogni possibile malfunzionamento deve essere previsto e prevenuto. Il secondo è che anche un solo piccolo guasto può in alcuni casi significare la fine della missione. Per questa ragione, prima di lanciare una sonda si deve verificare – tramite una serie di test – che possa sopravvivere alle possibili condizioni che incontrerà durante il lancio, il viaggio interplanetario e una volta giunta a destinazione.
In una camera da vuoto sono state riprodotte le condizioni di temperatura e illuminazione che il rover Perseverance della Nasa affronterà nel cratere Jezero a partire dal momento dell’atterraggio a febbraio 2021. La strumentazione e le 25 camere sono state calibrate e analizzate in cerca di difetti. Ma in realtà le fasi di test che hanno richiesto più lavoro sono il lancio e l’atterraggio, in quanto sono i momenti in cui la strumentazione subisce il maggiore stress.
Al momento del lancio, le vibrazioni causate dal suono – i lanci spaziali sono rumorosissimi – possono rovinare alcune delicate componenti meccaniche della sonda. Prima di spedirla verso il Kennedy Space Center, gli ingegneri del Jpl hanno perciò inserito la sonda in una camera sonora, inondandola di suoni casuali fino a 143 decibel (più di quanto sentiremmo stando accanto al motore di un jet). Dopo qualche piccola sostituzione, Perseverance sembra sopravvivere indenne a questo genere di stimoli.
Uno dei momenti cruciali per il destino di una missione planetaria resta però l’atterraggio. Percorrere centinaia di milioni di chilometri nello spazio interplanetario per poi schiantarsi sulla superficie di Marte non sarebbe il massimo. Perseverance sarà dotato di un paracadute supersonico di nylon, Kevlar e Technora largo oltre venti metri. Paracadute che dovrà aprirsi al momento giusto, senza piegarsi né incastrarsi, e dovrà resistere al passaggio nella seppur tenue atmosfera marziana, rallentando la sonda abbastanza da impedirgli lo schianto.
Il paracadute di Perseverance è simile a quello che nel 2012 ha permesso a Curiosity di atterrare sul Pianeta rosso senza intoppi. Ma Perseverance è un po’ più pesante del suo predecessore, e quindi le condizioni che il paracadute deve sopportare non sono esattamente le medesime.
Nell’estate del 2017 sono perciò stati eseguiti vari test presso l’Ames Research californiano osservando il comportamento del paracadute in una galleria del vento, controllando che tutto funzionasse a dovere e cercando eventuali comportamenti inaspettati. Tra marzo e settembre 2018 sono stati eseguiti altri test più complessi usando un razzo-sonda Black Brant IX dalla Wallops Flight Research Facility, in Virginia. Il 7 settembre dello stesso anno, poi, il paracadute è stato testato con un carico di 37mila chilogrammi, il massimo che un paracadute supersonico dovrebbe poter sopportare e l’85 per cento in più di quanto dovrà effettivamente sopportare durante l’atterraggio sul Pianeta rosso.
Nell’inverno del 2019 sono stati eseguiti una serie di test sull’apertura del paracadute, un’operazione che coinvolge un mortaio e un propellente esplosivo. Un test è stato eseguito a temperatura ambiente, mentre altri due a 55 gradi sottozero, ben al di sotto dei -10 °C attesi quando l’apertura avverrà su Marte. Il paracadute e il mortaio hanno superato tutti questi test con successo.
Tra il 17 luglio e il 5 agosto di quest’anno il rover Perseverance verrà lanciato verso Marte. Una buona dose di speranza che ogni aspetto del lancio e dell’atterraggio vada per il verso giusto è d’obbligo – come del resto lo è in ogni lancio e in ogni atterraggio – ma i test e le precauzioni ingegneristiche funzionano di gran lunga meglio nel prevenire i malfunzionamenti. E la lunga serie di test finora eseguiti per Perseverance lasciano intendere che tutto andrà per il meglio.
Articolo uscito su Media Inaf il 19 maggio 2020