maxon Story

“Acquisiremo dati incredibilmente preziosi”

Per la prima volta un elicottero decollerà dalla superficie di Marte. L'ingegnere aerospaziale Matt Keennon spiega come una missione impossibile è diventata una realtà.

Intervista con Matt Keennon, ingegnere aerospaziale e project manager di AeroVironment, Inc.

Per la prima volta nella storia dell'uomo un elicottero verrà utilizzato su Marte. AeroVironment ha partecipato alla costruzione dell'elicottero. Nervoso?

Matt Keennon. Sempre! Ci sono così tante incognite, dal lancio all'atterraggio su Marte. L'uso di un elicottero in un ambiente impegnativo non ha assolutamente precedenti. L'intero team composto da JPL, NASA Ames, NASA Langley e noi di AeroVironment, si è impegnato molto nel considerare tutti i rischi e ridurli al minimo.

Come vi è venuta l'idea di un elicottero per Marte?

L'idea di fare decollare un veicolo aereo dalla superficie di Marte risale a molti decenni fa. Nel 1993, degli scienziati rumeni hanno pubblicato uno studio su un veicolo a decollo verticale alimentato a energia solare per Marte. Alla fine degli anni Novanta, la NASA ha organizzato una competizione per studenti in cui i partecipanti dovevano sviluppare il concept di un elicottero per Marte. L'attuale elicottero su Marte, Ingenuity, è la creazione di Bob Balaram di JPL, che collabora con noi ormai da oltre 20 anni. É l'ingegnere responsabile del progetto e lo ha diretto sin dall'inizio.

Quali conclusioni sperano di trarre gli scienziati dai voli e dalle immagini scattate in volo?

Sebbene ogni volo avrà una durata inferiore a due minuti, forniranno dati incredibilmente preziosi che ci permetteranno di comprendere meglio l'ambiente su Marte in un modo completamente nuovo.

L'aria su Marte è estremamente rarefatta ed è equiparabile alle condizioni sulla Terra a un'altitudine di 30 chilometri. Secondo le vostre stime, quali sono le probabilità che questo piccolo drone decollerà effettivamente sul Pianeta rosso?

Sono molto sicuro che l'elicottero decollerà dalla superficie di Marte e volerà, purché arrivi in sicurezza. AeroVironment ha già costruito veicoli alimentati a batteria e a energia solare che hanno volato con successo a quell'altezza con la stessa bassa densità dell'aria. Questi velivoli hanno volato con propulsori molto simili alle pale del rotore sull'elicottero marziano Ingenuity.

Sei di questi motori DCX 10, Ø 10 mm, con spazzole, manovrano l'elicottero su Marte.

Qual è la sfida maggiore per gli ingegneri in questo progetto rivoluzionario?

Se lo chiedete agli ingegneri elettrici, diranno che la progettazione dell'elettronica è stata la parte più complessa. Gli ingegneri meccanici affermeranno invece che la progettazione meccanica è stata più difficile. Gli ingegneri informatici diranno il software e così via, passando per tutte le discipline ingegneristiche. Ogni membro del nostro team di sviluppo di JPL, maxon o AeroVironment ha lavorato sodo per trasformare questa impresa storica in una realtà. Non c'è niente di meglio di un buon lavoro di gruppo, assolutamente.

Quante persone sono coinvolte e quanto durerà questo progetto pionieristico?

Lo sviluppo ha avuto inizio con questo progetto di innovazione dell'elicottero marziano nel 2013. Nel corso del tempo probabilmente hanno partecipato diverse centinaia di persone e decine di aziende. Come maxon, hanno dovuto sviluppare componenti customizzati, testati per specifiche incredibilmente rigide. Non è sempre facile soddisfare i requisiti della missione ma ci siamo riusciti.

Perché maxon?

maxon vanta un'esperienza estremamente preziosa nel settore spaziale e ha avuto un ruolo importante per il successo del velivolo Nano Hummingbird di AeroVironment nei primi anni 2000. Si trattava del primo robot colibrì a usare un motore DC con spazzole da 8 mm di maxon per il proprio azionamento.

Quali sono i requisiti che devono soddisfare i motori DC?

Aspetti come peso, lunghezza, tensione di esercizio, efficienza a una coppia e velocità specifica, durata utile con un carico specifico, temperatura di stoccaggio, temperatura di esercizio e resistenza alla penetrazione della polvere, solo per citarne alcuni.

Matt Keennon, ingegnere aerospaziale e project manager di AeroVironment, Inc.

Come descriverebbe la collaborazione con maxon?

Lavorare con maxon è stato ed è fantastico sotto ogni aspetto. Grazie a questa intensa collaborazione, siamo riusciti ad accrescere enormemente le nostre conoscenze. I piccoli motori DC si sono rilevati il componente più complesso in questo progetto.

Quale direzione prenderanno gli elicotteri marziani del futuro?

Vi sono molte idee per gli elicotteri marziani del futuro ma non c'è ancora niente di definitivo. Sono certo che l'elicottero marziano Ingenuity sarà un importante primo passo verso un elicottero più grande e complesso, dotato di funzioni che oggi non possiamo nemmeno immaginare.

Chi? Come? Cosa? Dati e cifre

Comando L'elicottero è dotato di controllo autonomo. Non è possibile manovrarlo da remoto. Ciò è impossibile a causa del ritardo nell'invio di segnali radio tra la Terra e Marte.

Pianificazione del percorso Per ogni volo, vi sarà uno specifico piano di volo che verrà programmato dalla Terra e caricato sull'elicottero prima del decollo. Il giorno del volo, l'elicottero decollerà all'ora prestabilita e poi prenderà le proprie decisioni per i comandi di controllo del volo precisi e di calcolo rapido necessari ad eseguire il piano di volo generale e atterrare in sicurezza.

Profilo di volo Decollare, arrampicarsi per tre metri, imbardare (ruotare) per guardarsi intorno e poi scendere lentamente per atterrare in sicurezza. Un piano di volo più avanzato comprenderebbe una traslazione laterale fino a 150 metri sul terreno marziano e poi ritornare al punto di partenza prima dell'atterraggio.

Analisi Il programma prevede di utilizzare i due giorni successivi al volo per la trasmissione dei dati raccolti, comprese le foto a colori scattate, e pianificare il prossimo volo. I percorsi di volo diverranno sempre più complessi da un volo all'altro. Vi sono 30 finestre sperimentali in cui è possibile eseguire i voli. Sono in programma cinque voli esplorativi in totale.