Atteraggio del Booster del New Shepard. Credit: Blue Origin
Grazie ad un comunicato della NASA riguardante l’esperimento SPLICE, è stato reso noto che un volo del New Shepard di Blue Origin è attualmente in preparazione. Da mesi non si avevano più notizie riguardo a questo lanciatore suborbitale, tanto che si pensava che il progetto fosse stato abbandonato dall’azienda di Jeff Bezos. New Shepard avrebbe dovuto iniziare i primi voli di test con astronauti già a fine 2019, per poi offrire i primi voli turistici suborbitali fra fine 2020 e inizio 2021. Queste scadenze non saranno ovviamente rispettate ma ora non sappiamo nemmeno se il progetto verrà portato avanti o se Blue Origin si concentrerà sul New Glenn, relegando il piccolo vettore a lanci di test come questo.
Non sappiamo ancora quando ci sarà questo lancio, ne se il suo scopo sarà solo quello di testare SPLICE, anche perchè l’esperimento della NASA entrerà in gioco solo durante la fase di atterraggio.
SPLICE (Precise Landing – Integrated Capabilities Evolution) è un sistema articolato, composto da una combinazione di sensori laser, una telecamera, un computer ad alta velocità e algoritmi sofisticati. Consentirà alla NASA di migliorare sensibilmente l’atterraggio di sonde automatiche sulla Luna e su Marte.
Quando si scende sulla superficie di un luogo inesplorato, spesso ci si può trovare davanti ad ostacoli. Può essere un pendio più scosceso del previsto, o una serie di massi troppo grandi. Alcuni di questi ostacoli non possono essere rilevati con precisione dalle sonde in orbita e diventano quindi dei veri e propri imprevisti.
Se la missione è automatica, la decisione di spostare la zona di atterraggio all’ultimo secondo deve essere presa da un computer in maniera autonoma. Durante il volo di prova a bordo del New Shepard, tre dei 4 sottosistemi di SPLICE verranno testati come se stessero arrivando sulla Luna. Questo sistema sarà in grado di evitare massi e ostacoli vari all’interno di un’area prestabilita grande come un colpo da calcio.
Questa è una zona già incredibilmente precisa. Per fare un paragone, le sonde Viking che arrivarono su Marte negli anni ’70 avevano un’area di atterraggio grande 280 km per 100 km. Nel 2012, con l’arrivo di Curiosity si riuscì ad avere una precisione nell’aria di arrivo di 12 km per 4.5 km. Il sistema SPLICE entra allora in gioco solamente quando il punto di atterraggio è già ben preciso, per eventualmente modificarlo all’ultimo momento.
Questo particolare sistema della NASA è estremamente versatile e potrà adattarsi sia a qualsiasi corpo celeste di arrivo, sia a molti modelli di lander. Ovviamente l’obiettivo principale rimane l’uso per le missioni Artemis sulla Luna ma in futuro il sistema sarà venduto a chiunque ne farà richiesta.
Durante la discesa il computer di bordo è in grado di attivare la navigazione relativa al terreno a diversi km di quota. Una volta attivo, la fotocamera inizia fotografare la superficie, riuscendo a scattare fino a 10 foto al secondo. Queste vengono poi caricate nel computer che le confronta con il database precaricato di immagini satellitari. A questo punto il computer ricerca punti di riferimento in comune fra le immagini del satellite e le foto appena scattate. Questi possono essere grandi massi, o crateri già conosciuti. In questo modo il sistema sa con precisione dove la sonda si trova rispetto al punto di atterraggio scelto originariamente.
Questo processo continua fino a circa 6.5 km dalla superficie quando viene attivato anche il sistema LIDAR di bordo. Questo agisce come un radar ma usando dei Laser al posto delle onde radio. Tre raggi laser vengono puntati verso il suolo, poi il sistema di bordo studia il tempo che il raggio ha impiegato a tornare alla sonda e la sua lunghezza d’onda. Da queste informazioni si capisce la distanza dal suolo, la direzione e la velocità della sonda. I dati dei tre laser vengono analizzati dal computer e inseriti negli algoritmi che studiano la traiettoria più adatta.
Il problema principale nell’utilizzo del sistema Lidar riguarda la riflessività della superficie. In molte zone, di molti corpi celesti, la superficie può essere poco riflettente, aspetto che riduce notevolmente le prestazioni del sistema. Nonostante questo, il Lidar sembra avere dei risultati molto migliori dei sistemi radar anche con questo deficit.
Un altro problema riguarda il computer di bordo che deve gestire ed elaborare tutti i dati del sistema SPLICE. Secondo i responsabili del progetto non è ancora stato costruito un computer adatto a questo scopo. Uno dei risultati che si spera di ottenere durante il volo del New Shepard riguarda proprio il computer sostitutivo che hanno montato sul prototipo. Capire come agirà quel pc servirà ad avere delle specifiche più precise per il computer finale.
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