Guarda gli ingegneri della NASA mettere alla prova le gambe di un lander su Marte

L'ingegnere Abel Dizon spiega come vengono condotti i test di caduta per un prototipo di lander progettato dal Jet Propulsion Laboratory della NASA per la campagna Mars Sample Return.

Morgan Montalvo, un altro ingegnere del JPL, posiziona dei guardrail sul pavimento sotto il prototipo in un test di uno scenario in cui il lander "sbatterebbe un piede" contro una roccia mentre atterra su Marte.

Sono necessarie gambe robuste per assorbire l'impatto della navicella spaziale più pesante che abbia mai toccato il Pianeta Rosso.

Il rover Perseverance della NASA continua a raccogliere tubi pieni di campioni di rocce per la prevista campagna Mars Sample Return. Lo sforzo congiunto della NASA e dell'ESA (Agenzia spaziale europea) mira a riportare da Marte campioni scientificamente selezionati per essere studiati sulla Terra con apparecchiature di laboratorio molto più complesse di quelle che potrebbero essere portate sul Pianeta Rosso. Gli ingegneri sono impegnati a progettare il Sample Retrieval Lander che aiuterebbe a portare quei campioni sulla Terra. Come parte di questo sforzo, hanno testato i prototipi delle gambe e dei cuscinetti del lander presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, nel sud della California.

Guarda come gli ingegneri stanno testando i progetti per la navicella spaziale più pesante che sia mai atterrata sul Pianeta Rosso: il lander per la campagna Mars Sample Return.

La NASA sta prendendo ciò che ha imparato in decenni di atterraggi su Marte di successo e applicando quelle lezioni al concetto di Sample Retrieval Lander, che sarebbe il più grande veicolo spaziale mai atterrato su Marte: ben 5.016 libbre (2.275 chilogrammi). Oltre a fare affidamento su paracadute di nuova generazione e 12 motori a razzo per rallentare la discesa della navicella su Marte, il lander avrebbe bisogno delle gambe per assorbire l'impatto dell'atterraggio.

La navicella spaziale trasporterebbe un razzo che lancerebbe i campioni accuratamente confezionati di Perseverance su un orbiter in attesa. Un braccio robotico di 2,5 metri, fornito dall’ESA, caricherebbe i tubi campione nel razzo. Il lander potrebbe trasportare fino a due mini-elicotteri che fungeranno da riserva per recuperare i tubi depositati in un deposito di campioni. Quindi il lander deve essere pesante.

Per comprendere come l'energia verrebbe assorbita durante l'atterraggio, gli ingegneri del JPL hanno condotto test di caduta all'inizio di quest'anno che informeranno la progettazione e i test successivi. Una serie di test prevedeva il lancio di un modello di lander di prima concezione in scala tre ottavi su un pavimento duro, mentre l'altro si concentrava sullo sbattere un poggiapiedi a grandezza naturale sul suolo marziano simulato. Il team può applicare ciò che osserva durante i test mentre perfeziona il progetto.

Questa configurazione viene utilizzata al JPL per testare un footpad da 16 pollici di diametro (40 centimetri di diametro) per un futuro lander su Marte. Il poggiapiedi è stato immerso in un banco di prova riempito con 10.000 libbre (4.536 chilogrammi) di terreno marziano simulato per vedere quanto in profondità sarebbe affondato.

L'ingegnere del JPL Patrick DeGrosse esamina i dati di un test di caduta del poggiapiedi di un lander a grandezza naturale con un gruppo di colleghi ingegneri.

"C'è già una differenza giorno e notte tra questo lander e il progetto con cui abbiamo iniziato", ha detto Morgan Montalvo, un ingegnere del JPL che lavora ai test.

Il team deve pensare a ogni possibile scenario di atterraggio, compreso cosa accadrebbe se la navicella spaziale toccasse terra obliquamente e “inbattesse un dito del piede” su una roccia. Per provare a creare una simile sfida durante una serie di test, hanno fatto penzolare un prototipo da un pendolo che mandava il mini-lander a terra obliquamente. Le telecamere sui treppiedi circondavano la superficie di atterraggio, una grande piastra di metallo nero sul pavimento. Un basso guardrail fungeva anche da roccia.

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Montalvo ha lanciato il conto alla rovescia 3-2-1 e il lander è sceso in picchiata con un botto, sbattendo contro il guardrail. Quando il team ha successivamente studiato il video ad alta velocità, è rimasto sorpreso nel trovare un'oscillazione percettibile in uno dei montanti principali della gamba. Aumentando le dimensioni del lander, questa oscillazione sarebbe ancora più evidente. In risposta, verranno progettati montanti di volo più robusti per gestire tali forze.

Il team ha anche testato i “limitatori di carico” del lander: barre d'acciaio che collegano il telaio alle gambe. Quando le gambe si muovono durante l'atterraggio, le aste sono costrette a piegarsi, assorbendo parte dell'impatto. I limitatori sono stati utilizzati sui lander precedenti come InSight, ma sono più grandi su questo prototipo e lo saranno ancora di più nel progetto finale.