, Mentre le case automobilistiche hanno costruito oltre 92 milioni di veicoli a motore per questo mondo nel 2019, La NASA ne ha costruito solo uno per Marte. Il rover Perseverance Mars è unico nel suo genere, e anche i test necessari per prepararlo a rotolare sulle strade meschine (e non asfaltate) del Pianeta Rosso sono unici nel loro genere.

Poiché l'hardware non può essere riparato una volta che il rover è su Marte, la squadra deve costruire un veicolo che possa sopravvivere per anni su un pianeta con sbalzi di temperatura punitivi, radiazione costante e polvere sempre presente. Per garantire la prontezza, hanno sottoposto Perseverance a un programma di test più duro del viaggio su Marte e dell'ambiente che incontrerà una volta lì.

"Marte è duro, e tutti lo sanno, " ha detto il project manager John McNamee del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. "Quello che potrebbero non rendersi conto è che per avere successo su Marte, devi testare al massimo la cosa qui sulla Terra."

Mentre i test univoci eseguiti per il numero di progetto nelle migliaia, ecco una manciata che si distingue.

Il suono e la furia

Non è un segreto che i rumori forti possono essere dannosi per l'udito. Possono anche essere dannosi per un veicolo spaziale, almeno quando sono al livello incontrato in cima al veicolo di lancio durante il decollo. Quei decibel punitivi possono effettivamente causare l'allentamento di parti e componenti.

Molto prima che il rover fosse spedito al Kennedy Space Center in Florida in preparazione del lancio di questa estate, gli ingegneri lo mettono in una camera speciale al JPL e, utilizzando altoparlanti carichi di azoto, sparato via con onde sonore casuali alte circa 143 decibel, più forti di quello che avresti incontrato stando dietro a un motore a reazione ruggente. In diverse occasioni durante il test acustico di un giorno, si fermarono per ispezionare il rover e i suoi dintorni, cercando qualcosa che potrebbe essersi allentato, rotto o caduto. Alcuni elementi di fissaggio che fissavano i componenti del veicolo spaziale dovevano essere serrati e alcuni cavi elettrici sostituiti, ma il team della missione ne è uscito con una maggiore fiducia che mentre Perseverance sarà sicuramente scosso durante il lancio, niente dovrebbe muoversi.

Oh, Scivolo

Chiedi a qualsiasi membro della missione Mars 2020 l'ingresso, squadra di discesa e atterraggio, e ti diranno che ha poco senso viaggiare attraverso 314 milioni di miglia (505 milioni di chilometri) di spazio interplanetario se non riesci ad atterrare. A 70,5 piedi (21,5 metri) di diametro, il paracadute supersonico del rover ha tutto a che fare con questo obiettivo. È necessario molto lavoro per garantire che uno scivolo si dispiega correttamente e possa svolgere il lavoro senza tagliuzzarsi o aggrovigliarsi.

Il paracadute di Perseverance si basa sul progetto lanciato con successo da Mars Curiosity nel 2012. Tuttavia, poiché la Perseveranza è leggermente più pesante della Curiosità, gli ingegneri hanno rafforzato il loro design del paracadute. Ma come essere sicuri che farà ciò che ci si aspetta? Test, test, test.

Primo, il team si è concentrato sulla verifica che lo scivolo avrebbe resistito allo sforzo di rallentare una navicella spaziale in rapido movimento nell'atmosfera marziana. Nell'estate del 2017, si sono recati al National Full-Scale Aerodynamics Complex presso l'Ames Research della NASA nella Silicon Valley in California per osservare da vicino le distribuzioni di scivoli di prova in una galleria del vento, controllando la lavorazione e cercando qualsiasi comportamento imprevisto.

Valutazioni più complesse arriveranno tra marzo e settembre 2018. Il team ha testato lo scivolo tre volte in condizioni rilevanti per Marte, utilizzando i razzi sonda Black Brant IX lanciati dal Wallops Flight Research Facility della NASA in Virginia. Il volo di prova finale, il 7 settembre, esposto lo scivolo a un 67, 000 libbre (37, 000 chilogrammi) - il più alto mai sopravvissuto da un paracadute supersonico e circa l'85% superiore a quello che si prevede che lo scivolo della missione incontrerà durante il dispiegamento nell'atmosfera di Marte.

Il team ha anche testato la malta di spiegamento dello scivolo. Il paracadute di Perseverance è imballato in un contenitore di alluminio così stretto, ha la densità della quercia. Il mortaio è un contenitore cilindrico cullato in cima all'aeroshell, che incapsula il rover. Al momento della distribuzione, un propellente esplosivo alla base del mortaio lancerà l'array di nylon accuratamente impacchettato, Technora e Kevlar alla giusta velocità e traiettoria nella scia marziana.

Le valutazioni della distribuzione del mortaio si sono svolte nell'inverno del 2019 in una struttura di prova nel centro di Washington. La temperatura del contenitore della malta durante il primo test era strettamente sincronizzata con la temperatura dell'aria ambiente, circa 70 gradi Fahrenheit (21 gradi Celsius). Il secondo e il terzo sono stati eseguiti con il mortaio raffreddato a meno 67 gradi Fahrenheit (meno 55 gradi Celsius) - ben al di sotto della temperatura alla quale si prevede che il mortaio spari durante l'effettivo spiegamento su Marte (14 gradi Fahrenheit, o meno 10 gradi centigradi). Il mortaio ha superato a pieni voti tutte e tre le prove.

Correre caldo e freddo

I raggi del sole riscaldano un rover dipinto di bianco in modo diverso da come farebbero, dire, un masso di Marte. Per capire meglio quali strumenti e sottosistemi sensibili alla temperatura incontreranno, il team ha testato il "modello termico" di Perseverance. Nell'ottobre 2019, hanno posizionato il rover nel JPL di 25 piedi di larghezza, Camera a vuoto di 85 piedi di altezza (8 metri per 26 metri) per un test di un giorno, dove potenti lampade allo xeno diversi piani al di sotto irradiavano verso l'alto, colpire uno specchio nella parte superiore della camera per inondare di luce la navicella spaziale.

Dopo che le lampade si sono scaldate e hanno raggiunto la stessa intensità di luce solare che il rover incontrerà nel suo punto di atterraggio nel cratere Jezero, un ingegnere salì e misurò la "luce solare" che raggiungeva diverse parti del rover. I dati del test sono stati utilizzati per aggiornare il modello termico del rover, dando al team la sicurezza di cui aveva bisogno per procedere con la fase successiva dei test a freddo a terra.

Una volta conclusi i test di intensità solare, gli ingegneri hanno chiuso le porte ed evacuato la maggior parte dell'atmosfera nella camera per simulare l'atmosfera sottile di Marte, che ha circa l'1% della densità atmosferica della Terra. Quindi la camera è stata raffreddata a meno 200 gradi Fahrenheit (meno 129 gradi Celsius), e per un controllo settimanale dei sottosistemi, eseguivano programmi per computer, sollevò il palo del telerilevamento e le antenne, ruote girate, e ha schierato l'elicottero su Marte per assicurarsi che il rover potesse gestire anche le notti marziane più fredde.

Fotocamera pronta

La missione Mars 2020 sta lanciando 25 telecamere sul Pianeta Rosso, un numero record per una spedizione interplanetaria. Dopo l'installazione, ogni telecamera diretta al Pianeta Rosso doveva essere sottoposta a un esame "oculistico".

Con una fotocamera chiamata WATSON, che ha il compito di scattare foto ravvicinate e (se necessario) video di trame rocciose, gli ingegneri del progetto hanno registrato la scena mentre ballavano e salutavano. L'obiettivo:determinare il frame rate e il tempo di esposizione dell'imager, e la capacità del suo computer di conservare e trasferire i dati.

Per altri imager, il test era un po' più formale e rigoroso. Il processo è chiamato calibrazione della visione artificiale e prevede l'utilizzo di schede target dotate di griglie per stabilire una linea di base per le prestazioni ottiche di una telecamera. Il risultato? La visione della missione era il 2020.

Informazioni sulla missione Mars 2020

Che stiano lavorando all'assemblaggio finale del veicolo al Kennedy Space Center, testare software e sottosistemi presso JPL, o (come sta facendo la maggior parte del team) il telelavoro a causa delle precauzioni di sicurezza del coronavirus, il team di Perseverance rimane sulla buona strada per soddisfare l'apertura del periodo di lancio del rover. Indipendentemente dal giorno in cui viene lanciata Perseverance, atterrerà al cratere Jezero di Marte il 18 febbraio, 2021.

La missione di astrobiologia del rover Perseverance cercherà segni di antica vita microbica. Caratterizzerà anche il clima e la geologia del pianeta, raccogliere campioni per il futuro ritorno sulla Terra, e spianare la strada all'esplorazione umana del Pianeta Rosso. La missione del rover Perseverance fa parte di un programma più ampio che include missioni sulla Luna come mezzo per prepararsi all'esplorazione umana del Pianeta Rosso. Incaricato di riportare gli astronauti sulla Luna entro il 2024, La NASA stabilirà una presenza umana sostenuta su e intorno alla Luna entro il 2028 attraverso i piani di esplorazione lunare Artemis della NASA.