La NASA prova i droni marziani nella Death Valley per prepararli al Pianeta Rosso

Durante la missione Mars 2020 (la stessa del rover Perseverance) abbiamo potuto assistere all'avventura del drone Ingenuity, che ha superato tutte le aspettative degli ingegneri riuscendo a volare per ben 72 volte. Nonostante la fine di quella parte della missione, è sembrato evidente come droni marziani possano essere il futuro dell'esplorazione, sia per missioni robotiche che per missioni con equipaggio umano.

Per questo la NASA (e non solo) sta sviluppando la nuova generazione di droni marziani che saranno più grandi, con maggiori capacità, più potenti, versatili e con diversi strumenti a bordo. Un primo esempio è il Mars Chopper, del quale avevamo scritto in passato. L'agenzia ha effettuato alcune sessioni di prova nella Death Valley in California in collaborazione con il JPL (Jet Propulsion Laboratory) per svilupparne il software e i sistemi di navigazione.

Secondo quanto riportato sono stati impiegati tre prototipi per sviluppare il software di navigazione, una delle parti critiche dell'intero progetto. Infatti, a differenza della Terra, non esiste ancora su Marte un sistema di posizionamento globale che possa fornire una localizzazione precisa. Ingenuity basava il suo orientamento sull'analisi del terreno sottostante, con tutte le problematiche che questo comporta (e che ne hanno determinato la fine).

Gli ingegneri hanno cercato zone sulla Terra con dune senza particolari caratteristiche così da mettere alla prova il software di navigazione. In particolare il progetto Extended Robust Autonomy (ERA) punta a sviluppare la tecnologia di odometria inerziale visiva (VIO), il sistema di rilevamento degli ostacoli e dei pericoli e la localizzazione basata su mappe orbitali (come quelle fornite da HiRISE). Il software dovrà essere in grado di far orientare correttamente il drone su terreni impegnativi e trovare zone corrette di atterraggio e decollo.

Come raccontato da Roland Brockers (ricercatore JPL e pilota di droni) "Ingenuity è stato progettato per sorvolare terreni ben strutturati, stimando il suo movimento osservando le caratteristiche visive del terreno. Ma alla fine ha dovuto attraversare aree più blande in cui questo è diventato difficile. Vogliamo che i veicoli futuri siano più versatili e che non dovremo preoccuparci di sorvolare aree impegnative come queste dune di sabbia".

Grazie alle prove effettuate è stato possibile capire come filtri utilizzati per le fotocamere dei droni possano permettere una migliore rilevazione delle caratteristiche del terreno mentre nuovi algoritmi permettano di guidare i veicoli in sicurezza. Chiaramente siamo solo all'inizio di questo genere di operazioni e altri dati utili potrebbero arrivare durante i test del drone Dragonfly (che volerà su Titano, la luna di Saturno, che presenta caratteristiche differenti).

La NASA sta anche sviluppando nuovi design per i futuri droni marziani. Per esempio il Mars Electric Reusable Flyer (MERF) è una soluzione che adotta una singola ala e due eliche per permettere un decollo in verticale e poi movimenti orizzontali. Questo design dovrebbe consentire di volare più velocemente mentre nella zona inferiore sarebbero posizionati degli strumenti per l'analisi del terreno. Attualmente MERF è un prototipo a dimensioni ridotte, ma una volta costruito, potrebbe raggiungere gli 11 metri.