Il rover su Marte Curiosity è assetato di potere, narcolettico e solitario, ma è proprio quello che serve per esplorare il sistema solare come una rock star. Oggi il rover è un amante dei media. Come ogni celebrità umana, Curiosity prende selfie frequenti, ha un video musicale e un account Twitter parodia ed è stato immortalato come una statuina LEGO. Il famoso robot ha persino un passato travagliato.
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Già nel 2008, Curiosity - tecnicamente chiamato Mars Science Laboratory, o MSL - veniva pesantemente deriso per essere in ritardo e andare oltre il budget. Inizialmente la missione era stata lanciata alla NASA come un veicolo spaziale da 1, 6 miliardi di dollari, e avrebbe dovuto essere lanciata nel 2009. Ma una serie di ostacoli tecnici ha portato il programma di lancio a cadere nel 2011 e i costi sono saliti a $ 2, 5 miliardi. Secondo Rob Manning, ingegnere capo della missione, i problemi del giovane Curiosity possono essere ricondotti alla sua caratteristica più celebre: il sistema di atterraggio della gru a cielo.
La gru a cielo era come un jetpack che abbassava il rover sulla superficie marziana su attacchi. Era solo una parte di una fase della missione chiamata entrata, discesa e atterraggio (EDL). Per gli ingegneri della NASA, la fase EDL era anche chiamata i sette minuti di terrore, perché una volta iniziata, tutto era automatizzato e il team non poteva fare altro che mangiare arachidi e incrociare le dita.
La gru a cielo era un modo completamente nuovo di atterrare su un'astronave su Marte, sviluppata per ospitare il rover Curiosity da una tonnellata. Poiché era così nuovo, e poiché l'atterraggio su Marte è sempre una sfida, progettare e risolvere i problemi dei sistemi EDL è diventato una parte enorme del progetto generale della missione, uno che ha messo in ombra il resto delle esigenze del rover, Manning afferma nel suo nuovo libro Mars Rover Curiosità, pubblicata da Smithsonian Books.
Mars Rover Curiosity: un resoconto interno dell'ingegnere capo di Curiosity
Il resoconto diretto delle prove e tribolazioni dell'ingegneria di uno dei pezzi più complessi della tecnologia spaziale, la Mars Rover Curiosity, del suo ingegnere capo Rob Manning.
Acquistare"Penso che il nuovo sistema EDL luminoso e brillante di MSL ... in realtà ci abbia distratto un po 'lontano dai fondamenti della costruzione di un nuovo rover radicalmente diverso", afferma. Insieme all'autore più venduto William L. Simon, Manning racconta gli alti e bassi di Curiosity nel libro, offrendo uno sguardo all'interno delle menti della NASA e dei lavoratori del settore privato che hanno dovuto lottare per inviare questa missione ormai famosa in tutto il mondo su Marte.
Ad esempio, l'attenzione alla gru a cielo e ad altri dispositivi EDL ha significato che il team ha trascorso meno tempo a considerare la fonte di energia di Curiosity. I due precedenti rover, i gemelli Spirit e Opportunity, erano ad energia solare. Il trucco era che gli array potevano generare circa 110 watt, ma ogni rover aveva bisogno di 1500 watt per essere pienamente operativo. Secondo Manning, la soluzione era rendere i rover narcolettici: sarebbero stati svegli solo per poche ore di ogni giorno marziano, assorbendo energia da una batteria di bordo per guidare o eseguire esperimenti. Poi avrebbero fatto un pisolino e si sarebbero svegliati di nuovo per fare più lavoro. "Un giorno nella vita di un rover è un po 'più simile a un vecchio cane che a una macchina da corsa", scrive Manning.
Mentre Curiosity era dotata di una fonte di energia nucleare anziché di pannelli solari, era anche una macchina molto più grande che trasportava 11 strumenti scientifici e telecamere complessi. Oltre al potere per le operazioni generali, quegli strumenti dovrebbero essere riscaldati per funzionare correttamente su Marte gelido. Circa un anno prima della data di lancio del 2009, quando arrivarono i dettagli di alcuni strumenti scientifici, il team si rese conto che, anche con i sonnellini, la batteria di Curiosity era troppo piccola per il compito. L'uso di una batteria più grande senza trovare altri posti per tagliare renderebbe il rover troppo pesante per atterrare.
Problemi accumulati da lì, comprese le preoccupazioni per il vento che soffiava via campioni di roccia prima che potessero essere analizzati, e segni che staccare il rover dagli attacchi della gru celeste avrebbe messo in corto circuito un collegamento vitale durante l'atterraggio. I ritardi nell'invio dell'hardware finito per il montaggio del veicolo spaziale hanno comportato che la NASA dovesse effettuare la chiamata e annunciare che avrebbe perso la finestra di lancio del 2009.
"Una volta che il tuo rover manca quella finestra ... il costo sale automaticamente, e questo è solo per il" tassametro "della squadra che deve aspettare più a lungo per scendere dal lavoro", afferma Manning. Il lato positivo era che i tempi supplementari consentivano al team di risolvere i problemi - sistemare i circuiti, lavorare con una batteria più grande - e lanciarsi con successo il 26 novembre 2011.
Un ingegnere JPL verifica i movimenti del braccio robotico su una versione di prova del rover Curiosity. (NASA / JPL-Caltech) 
Un grafico mostra i molteplici passaggi che Curiosity ha dovuto compiere per atterrare in sicurezza su Marte. (NASA / JPL-Caltech) 
Gli ingegneri di JPL festeggiano i momenti dopo aver confermato che Curiosity è atterrato in sicurezza su Marte. (NASA / JPL-Caltech) 
Uno sperone roccioso rivela pietre arrotondate che sono state erose dalla roccia sedimentaria, un segno che questa parte di Marte un tempo presentava un flusso fluente. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
Il primo campione di roccia in polvere è stato consegnato al laboratorio di chimica di bordo del rover nel febbraio 2013. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
L'esperimento di Chimica e Mineralogia (CheMin) sul rover Curiosity ha effettuato la prima radiografia di un campione di suolo nell'ottobre 2012. I risultati hanno mostrato firme chimiche di minerali che suggeriscono che lo sporco marziano è molto simile ai terreni vulcanici delle Hawaii. (NASA / JPL-Caltech / Ames) 
La curiosità ha scattato una foto della sua ruota anteriore sinistra nel novembre 2013, rivelando graffi, ammaccature e persino forature dovute al rotolamento su rocce taglienti. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) 
La curiosità alla fine ha perforato la base del Monte Sharp a settembre per raccogliere campioni per l'analisi. (NASA / JPL-Caltech / MSSS) Sin dal suo lodevole sbarco nell'agosto 2012, Curiosity ha restituito grandi quantità di dati, dalle immagini ad alta risoluzione di Marte e delle sue lune ai primi chiari segni che l'acqua potabile in grado di sostenere la vita una volta fluiva sulla superficie del pianeta. A poco più di un anno dall'inizio della missione, il rover ha ora raggiunto il suo obiettivo principale, la base di una montagna marziana soprannominata Monte Sharp. Strati di sedimenti esposti potrebbero raccontare agli scienziati qualcosa in più sul passato apparentemente abitabile di Marte e persino conservare tracce conservate di vita primitiva.
"Siamo rimasti tutti assolutamente sbalorditi quando il primo foro di perforazione ha rivelato un posto su Marte che era abitabile da miliardi di anni fa", afferma Manning. “Quello che abbiamo qui è un posto che non solo avrebbe potuto sostenere la vita, ma potrebbe, se continuiamo a cercare, essere un luogo che ha archiviato chimicamente quei dischi. Questo è ciò che ci ha portato a privilegiare la strada per la collina. "
Il viaggio su strada non è stato privo di ostacoli, in primo luogo l'inaspettata usura delle ruote di Curiosity. Durante la progettazione delle ruote, la preoccupazione principale era che un rover troppo pesante si sarebbe bloccato nella sabbia, un destino che ha segnato la fine del rover Spirit nel 2010. Quindi il team ha fatto in modo che le sei grandi ruote di Curiosity funzionassero come dispositivi di galleggiamento, dice Manning. Ogni ampia ruota dune-babbana era scavata da un blocco di alluminio leggero.
Ciò che il team non sapeva è che il rover avrebbe dovuto guidare su rocce scolpite dal vento incastonate nell'argilla, che si comporta come un letto di chiodi. Quelle rocce affilate come rasoi iniziarono a strappare le ruote e Manning anticipa che un giorno un frammento di metallo potrebbe strappare il cablaggio interno del rover, paralizzando la missione. Fino ad allora, "dobbiamo scegliere attentamente il nostro percorso", afferma Manning. “Stiamo anche valutando le modifiche del software che minimizzerebbero il danno assicurando che le ruote accelerino leggermente mentre la ruota si arrampica su una roccia. Questo riduce l'usura. "
Il glitch mostra come ogni missione su Marte possa basarsi sulle capacità della prossima, un processo che Manning evidenzia nel libro mentre descrive le lezioni apprese dai veicoli spaziali risalenti ai lander vichinghi negli anni '70. Sta già mettendo a frutto alcune delle esperienze di Curiosity nei progetti per il prossimo rover su Marte, il cui lancio è previsto per il 2020, e in un sistema per l'atterraggio di persone su Marte con un disco gonfiabile e un paracadute di nuova generazione.
Manning aggiunge che Curiosity e i suoi parenti marziani stanno permettendo agli ingegneri di sviluppare tecnologie, come software di guida autonoma, che saranno probabilmente cruciali per i futuri rover diretti verso località ancora più remote, come le lune ghiacciate di Giove e Saturno. "Andare sui pianeti esterni o su lune come Europa, Ganimede ed Encelado - in tutti i casi è necessario un veicolo che abbia l'autonomia", afferma Rob Manning, attualmente Mars Engineering Manager del Jet Propulsion Laboratory della NASA. “Non lo stiamo joystick come un'auto telecomandata. Lo stiamo dicendo dove vorremmo che andasse e il suo compito è capire come arrivarci. "
Ma più che le rivelazioni tecniche, Manning ritiene che la storia della curiosità sia importante per l'umanità a un livello molto più basilare, quasi esistenziale. "Penso che il messaggio sia che, sebbene MSL fosse una missione della NASA a budget limitato (almeno grande per gli standard odierni), non è stata costruita da ingegneri astratti e scienziati che lavorano in istituzioni senza volto", afferma Manning. “Invece è costruito da un gruppo di persone. Persone altrettanto umane, fallibili e intelligenti quanto la maggior parte delle persone che conosci. ... Alla fine questo è uno sforzo umano e siamo fortunati a farne parte. "
