A osservatori occasionali, far atterrare un rover su Marte può sembrare una notizia vecchia, credici o no, soprattutto dopo tutti i successi della NASA. Ma molti probabilmente non sono a conoscenza della cosiddetta "Maledizione di Marte". Il fatto è, molti dei veicoli spaziali che tentano di atterrare lì falliscono e si schiantano.

Il prossimo a sfidare la maledizione di Marte è il rover Perseverance della NASA. Tenterà il tanto atteso atterraggio al cratere Jezero il 18 febbraio. Il personale della NASA ha fornito al rover Perseverance alcuni strumenti finemente sintonizzati per portarlo in sicurezza sulla superficie marziana e sconfiggere la maledizione di Marte.

Il rover Perseverance sta atterrando al cratere Jezero perché la NASA pensa di poter fare la migliore scienza lì. L'obiettivo della missione è cercare segni di vita antica e raccogliere campioni per un potenziale ritorno sulla Terra. Jezero Crater è un antico, paleo-lago prosciugato. Contiene sia sedimenti conservati che un delta. Secondo la Nasa, il cratere è uno dei "paesaggi più antichi e scientificamente interessanti che Marte ha da offrire". Gli scienziati pensano che se ci sono prove fossili di vita antica, potrebbero trovarlo a Jezero.

Ma è anche pericoloso atterrare.

"Jezero è largo 28 miglia, ma all'interno di quella distesa, ci sono molti potenziali pericoli che il rover potrebbe incontrare:colline, campi di roccia, dune, le pareti del cratere stesso, per citarne solo alcuni, "ha detto Andrew Johnson, principale ingegnere di sistemi robotici presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. "Quindi, se atterri su uno di quei pericoli, potrebbe essere catastrofico per l'intera missione".

Circa il 60% di tutte le navicelle spaziali inviate su Marte fallisce. La perseveranza utilizzerà la cosiddetta navigazione relativa al terreno (TRN), una tecnologia utilizzata per la prima volta nei missili da crociera, per evitare lo stesso fallimento. A grandi linee, TRN è composto da due elementi:una mappa a bordo dell'area di atterraggio con elevazioni e pericoli, e una telecamera di navigazione. Mentre Perseveranza si avvicina alla sua ellisse di atterraggio, la telecamera confronta le sue immagini in tempo reale con la mappa di bordo e comanda ai razzi del lander di dirigere l'imbarcazione lontano dai pericoli noti.

Globale, il sistema di atterraggio autonomo del rover è noto come sistema di visioni di atterraggio, o LVS.

"Per marzo 2020, LVS utilizzerà le informazioni sulla posizione per capire dove si trova il rover rispetto ai punti sicuri tra questi pericoli. E in uno di quei punti sicuri è dove il rover atterrerà, "Johnson ha spiegato in un comunicato stampa.

Questo tipo di sistema è in fase di sviluppo da tempo. L'OSIRIS-REx della NASA ne ha usato uno nella sua rischiosa manovra di raccolta dei campioni sull'asteroide Bennu. Quel sistema si chiamava Natural Feature Tracking (NFT) e guidava efficacemente il veicolo spaziale fino alla superficie disseminata di massi di Bennu. La missione di OSIRIS-REx ha avuto successo, e i campioni dovrebbero arrivare sulla Terra nel settembre 2023.

Ma un sistema come quello di Perseverance non arriva senza un sacco di duro lavoro e tempi di consegna. È in sviluppo da diversi anni, e si spera, tutto ciò che sviluppo e test pagheranno.

Swati Mohan è la guida, navigazione, e le operazioni di controllo guidano per Mars 2020 al JPL. Le prime due fasi del test sono state hardware e simulazione, ed entrambi sono stati fatti in un laboratorio. Nel comunicato stampa, Mohan ha detto, "Ecco dove testiamo ogni condizione e variabile che possiamo. Vuoto, vibrazione, temperatura, compatibilità elettrica:abbiamo messo alla prova l'hardware."

Una volta che l'hardware è stato sottoposto a tutto quel controllo, è tempo di simulazioni. "Poi con la simulazione, modelliamo vari scenari che gli algoritmi software possono incontrare su Marte:una giornata troppo soleggiata, giornata molto buia, giornata ventosa e ci assicuriamo che il sistema si comporti come previsto indipendentemente da tali condizioni, "ha detto Mohan.

Dopo di che, il sistema era pronto per i test di volo. Ma non in modo autonomo. Anziché, è stato testato su un elicottero, dove è stato utilizzato per stimare l'altitudine e la posizione dell'elicottero.

"Questo ci ha portato a un certo livello di prontezza tecnica perché il sistema poteva monitorare un'ampia gamma di terreni, ma non ha avuto lo stesso tipo di discendenza che avrà la Perseveranza, " ha detto Johnson. "C'era anche la necessità di dimostrare LVS su un razzo".

Il sistema LVS è stato testato ripetutamente sul campo su un razzo. quel razzo, il sistema spaziale Masten Xombie, è servito come banco di prova per LVS a partire dal 2014. Il programma Flight Opportunities della NASA ha finanziato quei test.

"I test sul razzo hanno messo a tacere praticamente tutti i dubbi rimanenti e hanno risposto affermativamente a una domanda fondamentale per l'operazione LVS, " ha detto Nikolas Trawny di JPL, un ingegnere dei sistemi di controllo del carico utile e del puntamento che ha lavorato a stretto contatto con Masten nei test sul campo del 2014. "Fu allora che sapevamo che LVS avrebbe funzionato durante la discesa verticale ad alta velocità tipica degli atterraggi su Marte".

"Il test che Flight Opportunities è impostato per fornire era davvero senza precedenti all'interno della NASA in quel momento, " ha detto Johnson. "Ma si è dimostrato così prezioso che ora ci si aspetta che faccia questo tipo di test di volo. Per LVS, quei voli a razzo sono stati la pietra miliare del nostro sforzo di sviluppo tecnologico".

Il sistema LVS è complesso. Non solo può guidare il rover Perseverance in superficie, ma può farlo nel modo più efficiente in termini di carburante. Il carburante per i razzi del lander è limitato, ovviamente, quindi c'è davvero solo una possibilità per farlo bene. Del tutto, il sistema è stato testato con successo e mancano solo pochi giorni al vero affare:l'atterraggio al cratere Jezero.

Ma anche con tutti i test approfonditi del sistema autonomo, possono ancora esserci sorprese. La vita reale è sempre diversa dalle simulazioni, e sebbene la NASA sia fiduciosa nel sistema, saranno comunque pronti a rispondere e adattarsi a qualsiasi problema o cambiamento delle condizioni.

"La vita reale può sempre lanciarti palle curve. Quindi, monitoreremo tutto durante la fase di crociera, controllare l'alimentazione della fotocamera, assicurandosi che i dati fluiscano come previsto, " Disse Mohan. "E una volta ricevuto quel segnale dal rover che dice, "Sono atterrato e sono su un terreno stabile, "Allora possiamo festeggiare."