Ingenuity fotografato da Perseverance poco dopo il rilascio, nell'aprile 2021. Credits: NASA/JPL
L’elicottero Ingenuity ha eseguito il suo sesto volo su Marte il giorno 22 maggio, riscontrando per la prima volta un’anomalia. L’elicottero si trova già da parecchi giorni oltre il suo obbiettivo minimo, e da fine aprile si trova in una nuova fase della sua missione, definita fase operativa. Durante questa nuova parte della sua missione, Ingenuity si muoverà assieme a Perseverance, atterrando ogni volta in un posto diverso da quello dal quale era partito.
Durante il sesto volo avrebbe dovuto eseguire un percorso ben più complesso dei precedenti. Innanzitutto, si doveva alzare di circa 10 metri, poi muoversi di 150 metri in direzione Sud-Ovest ad una velocità di 4 metri al secondo. Una volta qui lo aspettavano altri 15 metri in direzione Sud e poi altri 50 metri verso Nord-Est, a quel punto avrebbe potuto atterrare.
Secondo la telemetria di bordo ricevuta dalla NASA, la prima sezione del percorso da 150 metri è stata eseguita correttamente, ma è a quel punto che sono arrivati i problemi. Arrivato a questa parte del volo, Ingenuity ha iniziato ad inclinarsi, effettuando grandi variazioni nella sua velocità e muovendosi avanti e indietro attorno al suo asse orizzontale, in una specie di dondolio. Nonostante questo, è riuscito ad arrivare alla fine del suo percorso, atterrando in modo sicuro solamente 5 metri di distanza dalla zona prevista.
Dai dati ricevuti a Terra è emerso che durante l’anomalia Ingenuity ha oscillato con un’ampiezza che è arrivata fino a 20°. Nel seguente video, sono inserite le immagini scattate da Ingenuity e si vede chiaramente quanto l’elicottero ha oscillato.
Alla NASA sono riusciti prontamente a trovare il motivo dell’anomalia durante questo volo. Quando Ingenuity si trova sollevato dal suolo marziano utilizza principalmente due metodi per regolare la sua posizione e la sua quota. Prima di tutto usa un’inertial measurement unit (IMU). Questa misura le accelerazioni e le velocità di rotazione dell’elicottero, dati che poi vengono analizzati dal computer di bordo per stimare la posizione, la velocità e l’assetto dell’elicottero.
Questo non è però l’unico metodo utilizzato, in quanto è un sistema la cui precisione diminuisce rapidamente con il tempo. In aggiunta viene usata la navcam posta alla base dell’elicottero. Questa scatta fino a 30 foto al secondo del suolo sottostante Ingenuity, che spedisce al computer. Il computer sa esattamente quando ognuna foto è stata scattata, avendo quindi un riferimento temporale. L’algoritmo analizza poi il suolo, riconoscendo variazioni di colore e protuberanze come rocce o increspature della sabbia. Questo lo fa principalmente confrontando una foto con la successiva, trovando le variazioni.
Durante il sesto volo, dopo 54 secondi dalla partenza, è emerso un problema tecnico ancora non meglio precisato nell’indicazione del tempo di una singola foto. Questo ha comportato un errore a cascata nell’identificazione di tutte le successive. In questo modo, ogni volta che l’algoritmo ha eseguito una correzione basata sulle foto, lo ha fatto basandosi su indicazioni errate.
Questo volo, e il conseguente errore, ha fatto emergere diversi vincoli progettuali di Ingenuity, e ne ha anche dimostrato alcuni limiti. Innanzitutto, il grande margine di incertezza nell’analisi delle foto inserito in fase di progettazione, che prevedeva anche errori nell’indicazione del tempo di scatto di ognuna, sembra aver scongiurato conclusioni più “distruttive”.
Un altro elemento che si è dimostrato un grande aiuto nel salvare Ingenuity è stato lo spegnimento programmato del sistema di analisi foto nell’ultima parte di volo, quella di riatterraggio. In questa fase la superficie sottostante Ingenuity ci si aspetta che sia sempre la stessa, e quindi questo sistema non viene più utilizzato. Infine, durante la fase critica del volo, mentre Ingenuity oscillava, i rotori e il sistema di alimentazione hanno risposto in maniera ottimale, fornendo più energia per tentare di limitare l’oscillazione.
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