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Il drone Dragonfly della NASA ha superato un passaggio importante in vista della sua missione verso Titano, la luna più grande di Saturno. Il velivolo pensato per esplorare la superficie del satellite ha completato con successo la simulazione più completa del suo primo volo, riproducendo le operazioni che dovrà affrontare durante la discesa e la ricerca di un punto sicuro dove posarsi.
Non si è trattato di un volo con il veicolo vero e proprio. La prova è stata condotta su banchi di test computerizzati al Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) di Laurel, nel Maryland, e rappresenta comunque un tassello significativo nello sviluppo del progetto. Il motivo è abbastanza intuitivo. Dragonfly dovrà gestire manovre molto complesse in totale autonomia, perché l’arrivo su Titano è previsto per il 2034 e a circa 80 minuti luce dalla Terra nessuno potrà intervenire in tempo reale per correggere eventuali problemi.
Come si è svolto il test di volo simulato
La simulazione ha ricreato una delle fasi più delicate dell’intera missione. Dopo la separazione dal guscio protettivo posteriore, il cosiddetto backshell, il drone dovrà cominciare a esaminare da solo il terreno sottostante per trovare un’area abbastanza sicura per l’atterraggio. I dati oggi disponibili sulla superficie di Titano non sono infatti così dettagliati da permettere di programmare in anticipo ogni mossa in sicurezza, quindi servirà un’analisi automatica eseguita durante la discesa.
La zona scelta per l’arrivo esiste già e si chiama Ahmakid Undae, ma questo non basta. Sarà la capacità di leggere il terreno e riconoscere i pericoli a permettere a Dragonfly di individuare il punto migliore.
Per riprodurre questa sequenza il test ha impiegato un’avionica simile a quella di volo e dati simulati provenienti dai sensori che verranno montati sul veicolo. Si parla delle due telecamere di navigazione (NavCam), delle unità di misura inerziale e del sistema LiDAR, che servirà a misurare l’altitudine, valutare la pendenza del suolo e individuare ostacoli o situazioni rischiose.
Prove con emulatore e poi l’azione
Il gruppo di lavoro ha sviluppato un emulatore personalizzato che sfrutta le unità di elaborazione grafica per generare in tempo reale i paesaggi di Titano, rispettando persino i tempi di esposizione previsti, compresi tra 20 e 70 millisecondi. Così gli ingegneri hanno potuto controllare non solo i singoli componenti ma soprattutto il modo in cui dialogano tra loro, compreso il rapido scambio di dati tra i sistemi di bordo. Secondo Zach Putnam, ingegnere capo del sottosistema di mobilità di Dragonfly all’APL, il primo volo è la prova più impegnativa proprio perché coinvolge tutti i sensori presenti sul lander.
Il traguardo arriva dopo una serie di verifiche graduali, partite da attività semplici come la rotazione di un singolo rotore. Sono seguiti test di riposizionamento e prove parziali di ricognizione, con l’aggiunta progressiva di nuovi sensori e funzioni. L’ingresso del LiDAR ha completato il quadro e ha reso possibile simulare l’intera sequenza, con il sorvolo di un sito sicuro, il ritorno verso il punto scelto e l’avvio della discesa finale. Il passo successivo sarà una prova con l’hardware di volo reale, insieme ad altri profili di volo e ad alcuni guasti introdotti di proposito per verificare come il drone reagisce alle anomalie.
Il meccanismo di posizionamento e il viaggio verso Titano
In parallelo vanno avanti i test su un altro elemento chiave, ovvero il meccanismo di posizionamento che dovrà abbassare Dragonfly dalla sua posizione di stivaggio dentro il backshell, portandolo al di sotto del guscio per preparare i rotori prima della separazione definitiva.
Se ne occupano anche gli ingegneri di Lockheed Martin in Colorado, dove vengono assemblate alcune parti del sistema di crociera interplanetaria e di quello di ingresso, discesa e atterraggio. Le prove includono test statici con masse rappresentative, in cui il meccanismo subisce sollecitazioni di trazione e compressione, e test di dispiegamento per controllare la fluidità del movimento e il bloccaggio nella posizione corretta. L’hardware viene poi inclinato a diverse angolazioni per simulare le oscillazioni che la parte posteriore del veicolo potrebbe subire mentre è appesa al paracadute.
L’obiettivo scientifico è approfondire un ambiente molto interessante per lo studio delle origini chimiche della vita. Come ha ricordato Putnam, però, ogni operazione su Titano dovrà svolgersi senza assistenza in tempo reale dalla Terra. La partenza è prevista non prima del 2028 a bordo di un razzo Falcon Heavy di SpaceX, per un viaggio di circa sei anni. Una volta arrivato nel 2034, il drone dovrebbe trascorrere circa tre anni spostandosi tra diversi siti per studiare geologia, chimica e atmosfera della luna di Saturno.
Fonte: TecnoAndroid