Elicotteri su Marte, i progetti della Nasa – video

Per la prima volta nella storia, due pianeti sono stati sede di test sui futuri progetti di aerei. Su questo mondo, un nuovo rotore che potrebbe essere utilizzato con gli elicotteri marziani di prossima generazione è stato recentemente testato presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, ruotando a velocità quasi supersoniche (0,95 Mach). Nel frattempo, l’elicottero Ingenuity Mars dell’agenzia ha raggiunto nuovi record di altitudine e velocità sul Pianeta Rosso in nome dei test di volo sperimentali. Questo video combina due prospettive del 59° volo dell’elicottero Ingenuity Mars della NASA. Nel filmato qui sotto – il video a sinistra è stato catturato dalla Mastcam-Z sul rover Perseverance Mars della NASA; il video in bianco e nero a destra è stato ripreso dalla Navcam rivolta verso il basso di Ingenuity. Il volo è avvenuto il 16 settembre. Fonte: (NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS):

“I nostri test sugli elicotteri su Marte di prossima generazione hanno letteralmente ottenuto il meglio da entrambi i mondi“, ha affermato Teddy Tzanetos, project manager di Ingenuity e manager per gli elicotteri per il recupero dei campioni su Marte. “Qui sulla Terra, hai tutta la strumentazione e l’immediatezza pratica che potresti sperare durante il test di nuovi componenti aeronautici. Su Marte ci sono le vere condizioni extraterrestri che non potresti mai veramente ricreare qui sulla Terra”. Ciò include un’atmosfera sottilissima e una gravità significativamente inferiore rispetto alla Terra. Le pale del rotore in fibra di carbonio di prossima generazione testate sulla Terra sono quasi 4 pollici (più di 10 centimetri) più lunghe di quelle di Ingenuity, con maggiore resistenza e un design diverso. La NASA ritiene che queste pale potrebbero consentire la realizzazione di elicotteri marziani più grandi e capaci. La sfida è che, quando le punte delle pale si avvicinano a velocità supersoniche, le turbolenze che causano vibrazioni possono rapidamente sfuggire di mano.

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Per trovare uno spazio abbastanza grande da creare un’atmosfera marziana sulla Terra, gli ingegneri hanno guardato al simulatore spaziale del JPL, largo 25 piedi e alto 85 piedi (8 metri per 26 metri), un luogo in cui Surveyor , Voyager e Cassini ha avuto il primo assaggio di ambienti simili allo spazio. Per tre settimane a settembre, un team ha monitorato sensori, misuratori e telecamere mentre le pale resistevano corsa dopo corsa a velocità sempre più elevate e angoli di inclinazione maggiori.

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Un sistema a doppio rotore per la prossima generazione di elicotteri marziani viene testato nel simulatore spaziale da 25 piedi presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA il 15 settembre. Più lunghe e resistenti di quelle utilizzate sull’elicottero Ingenuity Mars, le pale in fibra di carbonio hanno raggiunto velocità quasi supersoniche durante i test. NASA/JPL-Caltech

“Abbiamo fatto girare le nostre pale fino a 3.500 giri al minuto, ovvero 750 giri al minuto più veloci di quanto abbiano fatto le pale Ingenuity”, ha affermato Tyler Del Sesto, vice conduttore test dell’elicottero per il recupero dei campioni presso il JPL. “Queste lame più efficienti sono ora più di un esercizio ipotetico. Sono pronti a volare.” Più o meno nello stesso periodo, e a circa 100 milioni di miglia (161 milioni di chilometri) di distanza, a Ingenuity fu ordinato di provare cose che il team Mars Helicopter non avrebbe mai immaginato di poter fare. 

Quarto test di volo su roccia

Originariamente era previsto che Ingenuity volasse non più di cinque volte. Con il suo primo volo inserito nel registro della missione più di due anni e mezzo fa, l’elicottero ha superato di 32 volte la missione prevista di 30 giorni e ha volato 66 volte. Ogni volta che Ingenuity vola in volo, copre nuovi territori, offrendo una prospettiva che nessuna missione planetaria precedente avrebbe potuto raggiungere. Ma ultimamente, il Team Ingenuity ha portato il suo velivolo a energia solare a fare un giro come mai prima d’ora.

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“Negli ultimi nove mesi, abbiamo raddoppiato la nostra velocità massima e l’altitudine, aumentato il nostro tasso di accelerazione verticale e orizzontale e abbiamo persino imparato ad atterrare più lentamente”, ha affermato Travis Brown, ingegnere capo di Ingenuity al JPL.“L’espansione dell’involucro fornisce dati preziosi che possono essere utilizzati dai progettisti di missioni per i futuri elicotteri su Marte”. Limitati da considerazioni relative all’energia disponibile e alla temperatura del motore, i voli Ingenuity durano solitamente circa due o tre minuti. Sebbene l’elicottero possa coprire più terreno in un singolo volo volando più velocemente, volare troppo velocemente può confondere il sistema di navigazione di bordo. Il sistema utilizza una telecamera che riconosce le rocce e altri elementi della superficie mentre si muovono attraverso il suo campo visivo. Se queste funzionalità sfrecciano troppo velocemente, il sistema può perdere la strada.

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Quindi, per ottenere una velocità al suolo massima più elevata, il team invia comandi a Ingenuity per volare ad altitudini più elevate (le istruzioni vengono inviate all’elicottero prima di ogni volo), in modo da mantenere le caratteristiche in vista più a lungo. Il volo 61 ha stabilito un nuovo record di altitudine di 78,7 piedi (24 metri) mentre controllava i modelli del vento marziano. Con il volo 62 Ingenuity ha stabilito un record di velocità di 22,3 mph (10 metri al secondo) e ha esplorato un luogo per il team scientifico del rover Perseverance.

Il team ha anche sperimentato la velocità di atterraggio di Ingenuity. L’elicottero è stato progettato per entrare in contatto con la superficie a una velocità relativamente elevata di 2,2 mph (1 mps) in modo che i suoi sensori di bordo potessero facilmente confermare il touchdown e spegnere i rotori prima che potesse rimbalzare in aria. Un elicottero che atterra più lentamente potrebbe essere progettato con un carrello di atterraggio più leggero. Quindi, sui voli 57, 58 e 59 hanno fatto un giro, dimostrando che Ingenuity poteva atterrare a velocità inferiori del 25% rispetto a quelle per cui l’elicottero era stato originariamente progettato.

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Tutto questo marziano Chuck Yeager non è finito. A dicembre, dopo la congiunzione solare , Ingenuity dovrebbe eseguire due voli ad alta velocità durante i quali eseguirà una serie speciale di angoli di beccheggio e rollio progettati per misurare le sue prestazioni.

“I dati saranno estremamente utili per mettere a punto i nostri modelli aeromeccanici sul comportamento degli aeromobili su Marte”, ha affermato Brown. “Sulla Terra, tali test vengono solitamente eseguiti durante i primi voli. Ma non è lì che voliamo. Devi stare un po’ più attento quando lavori così lontano dall’officina di riparazione più vicina, perché non subisci alcun rifacimento”.

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Maggiori informazioni sull’ingegno

Ingenuity ha iniziato la sua vita su Marte come dimostrazione tecnologica. Ha volato per la prima volta il 19 aprile 2021, restando sospeso a 3 metri (10 piedi) per 30 secondi. Altri quattro voli in altrettante settimane hanno aggiunto 499 secondi e hanno visto l’elicottero volare orizzontalmente sulla superficie per 1.171 piedi (357 metri). Dopo aver dimostrato che il volo era possibile su Marte, Ingenuity è entrato in una fase di dimostrazione operativa nel maggio 2021 per mostrare come lo scouting aereo potrebbe favorire la futura esplorazione di Marte e di altri mondi.

L’elicottero Ingenuity Mars è stato costruito da JPL, che gestisce anche il progetto per il quartier generale della NASA. È supportato dal Science Mission Directorate della NASA. L’Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California e il Langley Research Center della NASA a Hampton, in Virginia, hanno fornito analisi significative delle prestazioni di volo e assistenza tecnica durante lo sviluppo di Ingenuity. AeroVironment Inc., Qualcomm e SolAero hanno inoltre fornito assistenza per la progettazione e i principali componenti del veicolo. Lockheed Space ha progettato e prodotto il sistema di consegna di elicotteri su Marte .

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Nel quartier generale della NASA, Dave Lavery è il dirigente del programma per l’elicottero Ingenuity Mars.

Fonte: https://www.nasa.gov/missions/mars-2020-perseverance/ingenuity-helicopter/nasa-uses-two-worlds-to-test-future-mars-helicopter-designs/

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#nasa #tecnologia #elicotteri #marte

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