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    Dipingere auto per Marte

    Il tecnico meccanico JPL Eduardo (Eddie) Castro utilizza un misuratore di vernice per misurare lo spessore della vernice sul telaio del rover Mars 2020. La lettura sul contatore indica uno spessore di 5,4 millesimi di pollice. Il team di verniciatura voleva ottenere tra i quattro ei sei millesimi di pollice di vernice dopo l'applicazione di tre mani. Credito:NASA/JPL-Caltech

    Quando l'amico di Giovanni Campanella volle che la sua amata Ferrari fosse dipinta, sapeva esattamente chi chiamare. Dopotutto, Campanella stava dipingendo, gessato e persino aerografo fiamme sulle auto, motociclette, aeroplani, 18 ruote e chitarre nel tempo libero da decenni.

    Ma non è per questo che il ferrarista è venuto a Campanella. Si è rivolto a lui perché John Campanella ha dipinto veicoli spaziali per il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, da oltre due decenni. E se l'opera di Campanella va bene per l'ultima frontiera, il suo amico pensò sarebbe abbastanza buono per il suo stallone nero rampante.

    "Facciamo un migliaio di lavori di verniciatura diversi all'anno al JPL, da componenti piccoli come una pillola a intere fusoliere di veicoli spaziali, " disse Campanella. "Ho lavorato sul primo esploratore del rover su Marte, la missione Deep Impact, GRAAL, Giunone e Cassini, e penso che la mia pittura sia un po' ovunque nel sistema solare. Abbiamo appena terminato il telaio Mars 2020. E come quasi tutto il resto su cui lavoriamo, c'è solo un rover Mars 2020. Abbiamo dovuto ottenere tutto il più vicino possibile alla perfezione".

    Mentre ci sono migliaia di passaggi che potrebbero essere scelti per iniziare una storia sulla produzione di un SUV di dimensioni veicolo a sei ruote motrici a propulsione nucleare per il Pianeta Rosso, inizieremo i nostri quattro mesi e mezzo prima che Campanella ei suoi colleghi addestrassero le loro pistole a verniciatura altamente addestrate sul rover.

    A metà aprile 2018, più di 20 appena lavorati, grande, pezzi lucidi di alluminio 7050 e 7075 che avrebbero costituito la struttura primaria del telaio sono stati raccolti in una camera bianca nell'Edificio 18 del JPL, insieme a un centinaio di parti secondarie più piccole. Nei successivi quattro mesi e mezzo, In programma gli ingegneri e i tecnici di Mars 2020, misurato, esaminato, consultato, forato e fissato fino a quando quelle molte parti non sono diventate un singolo telaio del rover marziano.

    "Il piano prevedeva 610 rivetti, 730 rondelle, 644 dadi e 964 dispositivi di fissaggio meccanici per tenere insieme il telaio del rover, " ha detto Stephen Pakbaz, ingegnere capo per l'assemblaggio del telaio Mars 2020. "Ciò significa che ce ne sono ben più di 1, 000 buche nel rover Mars 2020. Ma in quasi tutti i casi non foriamo solo una volta per ogni foro; foriamo tre o più volte, completamente a mano."

    Ogni foro nel telaio di Mars 2020 ha iniziato la sua vita come un foro pilota praticato a mano. Prossimo, viene introdotta una punta più grande per espandere leggermente il foro. Quindi ha luogo una perforazione finale dello stesso foro.

    "Eseguiamo fori a gradini perché ci offre la migliore possibilità di rilevare eventuali errori, sollecita meno il metallo, e gli incrementi facilitano la perforazione a mano, " ha detto Pakbaz. "È un lavoro dettagliato e a volte può essere noioso, ma tutti sanno qual è la posta in gioco".

    Lavoro di preparazione

    Alla fine del 5, 000 ore di ingegneria di montaggio, coinvolgendo più di 3, 000 fori e oltre un migliaio di applicazioni di rivetti e dispositivi di fissaggio, il telaio del rover era completo. Ma non era ancora pronto per le pistole di verniciatura della squadra di Campanella. Ci sono punti sul telaio del rover in cui la vernice è rigorosamente verboten, punti in cui le scatole elettroniche devono ancora essere imbullonate, i cablaggi devono ancora essere eseguiti e i punti di attacco per gli strumenti scientifici ipersensibili che richiedono superfici metalliche nude per funzionare al meglio.

    "Qualsiasi buon lavoro di verniciatura è preceduto da un ottimo lavoro su nastro, " disse Campanella. "Non vorrei fiamme libere su una Camaro, e di sicuro non facciamo freestyle con i rover su Marte."

    Quindi il 1° agosto 2018, i trapani e le rivettatrici nell'Edificio 18 Stanza 102 scomparvero alla vista, e al loro posto si materializzarono stencil di metallo, metro a nastro e rotolo su rotolo di nastro adesivo.

    "Puoi trovare il nastro adesivo che abbiamo usato nel 2020 in quasi tutti i negozi di ferramenta, "ha detto Ryan van Schilifgaarde, un tecnico di supporto per l'assemblaggio di Mars 2020. "Ma mentre probabilmente strapperesti una striscia con le mani e la guarderesti con un occhio sul muro che volevi dipingere a casa tua, usiamo un cutter controllato da un computer per assicurarci che ogni pezzo abbia esattamente le dimensioni e la forma che vogliamo che sia."

    numerando più di 600, i pezzi di nastro adesivo per il rover erano di tutte le forme e dimensioni. Molti erano più piccoli di una moneta, ma alcuni erano delle dimensioni di un bagel, e uno (che copre dove andrà il canale del cavo in fibra ottica) aveva la forma di un serpente e grande quanto un forno a microonde. Tutti sono stati applicati a mano e levigati per evitare bolle.

    "Durante questo periodo sono stati applicati anche centotrentacinque stampini temporanei in lamiera, "ha detto van Schilifgaarde. "Mascherano le posizioni più grandi sul rover che richiedono una copertura più rigida durante questa parte della costruzione."

    Il team di mascheratura ha misurato il successo al millimetro, e più di un'applicazione di nastro adesivo doveva essere tagliata e riapplicata dopo una visita dall'assicurazione qualità. Ma con cinque ingegneri di Mars 2020 che registrano 500 ore in sette giorni, il compito era finalmente terminato. Il 6 agosto 2018, il telaio del rover Mars 2020, decorato con rivestimenti metallici e nastro adesivo, e poi coperto con un involucro antistatico sterile, è stato cautamente sollevato in forche a 150 metri dall'Edificio 18 al reparto di verniciatura del JPL.

    "Con qualsiasi astronave, dopo aver tolto l'involucro statico e aver ispezionato il rover, si inizia con la preparazione della superficie:abradere la superficie con carta vetrata in modo che la vernice aderisca meglio, " disse Campanella. "Per prevenire ogni possibilità di corrosione o ossidazione, la regola è, una volta che inizi a levigare, hai sei ore per completare tutto:levigatura, adescamento e pittura."

    Cosa fa la NASA per preparare un rover per Marte? Il reparto verniciatura del JPL esegue un migliaio di lavori di verniciatura diversi all'anno. E mentre ogni pezzo di navicella spaziale che passa attraverso il negozio è importante, uno diretto al Pianeta Rosso aggiunge un po' di grinta in più. Credito:Jet Propulsion Laboratory

    Mentre i lavori di verniciatura delle astronavi vanno, il rover Mars 2020 era grande, e occupava gran parte della stanza dei colori. A causa delle dimensioni del rover, Campanella ha lavorato con solo altre due persone del suo team di sei persone:Patrick Esquivias e il loro assistente Eddie Castro. Fino a due anni fa Esquivias era stato un meccanico aeronautico. Questo è stato il suo primo rover. Fino a otto mesi fa, Case dipinte di Castro. Questa era la sua dodicesima navicella spaziale.

    La piccola squadra ha affrontato il rover in più fasi. Hanno dipinto prima il ponte superiore, poi lascia che le cose si asciughino per un giorno prima di affrontare i lati. Un altro giorno libero e hanno finito con il davanti e il dietro. Anche con il lavoro sparpagliato, levigando e pulendo meticolosamente i risultati di detta levigatura si sono consumati oltre due delle sei ore a disposizione.

    Ma i limiti di tempo sono solo una parte del lavoro di verniciatura per il team di Campanella. Che si tratti di un orbiter terrestre, Lander su Marte o qualcosa destinato ai pianeti esterni, standardizzazione, meticolosità e mano ferma sono sempre all'ordine del giorno.

    "Non puoi pensare a dove sta andando o quanta storia può fare, " ha detto Campanella. "Usiamo le stesse pistole di verniciatura sulla stessa impostazione e le spariamo dalla stessa distanza e ci muoviamo alla stessa velocità ogni volta."

    Il primer e la vernice utilizzati su Mars 2020 sono lontani dalla varietà del negozio di ferramenta. Oltre ad essere in grado di aderire all'alluminio, sono stati dimostrati attraverso test rigorosi per essere in grado di sopportare gli urti, vibrazioni, Raggi UV e altri oltraggi di un viaggio su Marte, oltre ad essere abbastanza generoso da sopravvivere al freddo marziano, senza degassare composti organici e altri materiali che potrebbero influenzare gli esperimenti scientifici della missione.

    In meno di 10 minuti, tutto l'alluminio scintillante e il nastro adesivo beige scomparvero sotto la mano ferma di Esquivias. Ma prima che il primo strato di bianco uniforme avesse la possibilità di asciugarsi, Esquivias è tornato al punto di partenza per applicare una seconda mano, la prima mano ancora appiccicosa che aiuta a creare un legame più forte tra gli strati. Quindi il processo è stato ripetuto una terza e ultima volta.

    Meno di cinque ore dentro, la prima sessione di verniciatura sul telaio del rover Mars 2020 si è conclusa.

    Esquivias mirava a rivestire il telaio con una coltre di vernice spessa tra 4 e 6 mil (o millesimi di pollice). Ma non avrebbe saputo fino al giorno successivo come avrebbero fatto perché l'attrezzatura di prova che l'assicurazione qualità utilizza per valutare l'applicazione della vernice deve entrare in contatto con il telaio verniciato per fornire una lettura accurata. E nessuno vuole rovinare un buon lavoro di verniciatura.

    Anche prima che il controllo qualità potesse intervenire, Campanella ha dichiarato un successo il primo rover di Esquivias. "Dipingiamo ogni giorno, e quando non dipingiamo pratichiamo. L'ha azzeccato".

    Il giorno successivo, Il controllo qualità ha confermato che Esquivias aveva azzeccato.

    Pronto da cuocere

    Il 14 agosto il telaio del rover Mars 2020 è stato nuovamente avvolto con cura in un involucro antistatico e trasportato "su per la collina" all'edificio 144, dove sarebbe cotto in una camera sottovuoto.

    "La cottura del telaio a 230 °F (110°C) sottovuoto per tre giorni non solo indurisce la vernice, elimina letteralmente i contaminanti dalla vernice che potrebbero fuoriuscire in volo, "ha detto Pakbaz. "Dal momento che Mars 2020 è una missione di astrobiologia, garantire che i campioni di Marte non siano stati contaminati è fondamentale. Cuocere il rover fa molto per renderlo possibile".

    Di lunedi, 20 agosto il telaio del rover è uscito dal forno. Dopo l'ispezione, fu di nuovo ricoperto di sterile, pellicola antistatica e sono tornato nella camera bianca dell'Edificio 18 per gli ultimi ritocchi e le ispezioni. Circa due settimane dopo, il 5 settembre, un carrello elevatore trasportava delicatamente l'assemblato, telaio verniciato e cotto a non più di 3 mph giù per la collina, a mezzo miglio dall'impianto di assemblaggio di veicoli spaziali del JPL High Bay 1, dove ha preso il suo posto accanto alle fasi di crociera e di discesa incaricate di portare il rover sano e salvo su Marte.

    Pochi giorni dopo l'arrivo del telaio, Giovanni Campanella è apparso nella galleria che si affaccia sulla baia alta. Con lui c'erano Esquivias e Castro.

    "Quando siamo nella stanza dei colori, si tratta di affari, — disse Campanella. — Ma ora che il nostro lavoro è finito, Volevo assicurarmi che si prendessero un momento per far capire che fanno parte di un team dedicato di professionisti che lavorano in una storica missione di esplorazione".

    "Potrebbe non avere fiamme o strisce da corsa, " Ha aggiunto, "ma sembra ancora bello."

    Mars 2020 verrà lanciato dallo Space Launch Complex 41 presso la Cape Canaveral Air Force Station in Florida e dovrebbe raggiungere Marte nel febbraio 2021.


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