Alla ricerca di tracce di vita su Marte

Un tempo su Marte era presente acqua allo stato liquido e un'atmosfera, quindi c'era anche vita? Per rispondere a questa domanda fondamentale, la NASA invia il rover Perseverance, un robot dalla complessità senza precedenti.

Al giorno d'oggi le missioni su Marte potrebbero quasi sembrare una routine ma solo pochi velivoli riescono a raggiungere la superficie del pianeta senza subire danni. L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ne ha avuto una triste dimostrazione nel 2016 quando il lander Schiaparelli si è frantumato in mille pezzi sul Pianeta rosso. Ciononostante, in passato l'agenzia spaziale statunitense NASA aveva già portato con successo quattro veicoli robotizzati su Marte, e il 18 febbraio 2021, con l'atterraggio di Perseverance, il quinto rover su Marte, ha scritto nuovamente la storia. 

Passerà comunque del tempo prima che l'uomo possa andare su Marte. Per questo al momento sono i robot a lavorare per noi e Perseverance ha in programma diversi interventi. È atterrato nel cratere Jezero, un tempo pieno d'acqua, con il compito di indagare se vi è stata un'epoca in cui l'area era vivibile. Contemporaneamente il rover andrà alla ricerca di tracce di vita note come "firme biologiche". Per questo è dotato di una serie di strumenti di misurazione.

Il terzo compito di Perseverance è quello di aprire la strada alle missioni umane con una dimostrazione tecnologica: la strumentazione MOXIE estrarrà l'ossigeno dalla piccola quantità presente nell'atmosfera marziana. Questa tecnologia sarebbe fondamentale per le missioni umane in quanto l'ossigeno non è necessario solo per respirare ma può essere utilizzato anche per la produzione di carburante. 

Il segreto della vita

Arriviamo ora alla quarta missione, la più spettacolare e impegnativa dal punto di vista tecnico: Perseverance preleverà 30 campioni di suolo, li posizionerà in singoli contenitori che sigillerà e infine depositerà in una posizione adatta in modo che una missione successiva possa raccoglierli e riportarli sulla Terra. Per gli scienziati le prospettive non potrebbero essere più rosee: ricevere campioni puri da Marte e poterli analizzare qui avendo a disposizione le tecnologie più moderne. Come dichiarato dalla NASA, questi campioni potrebbero darci maggiori informazioni sulle basi e le origini della vita nel nostro sistema solare.

la testa perforatrice preleva un campione di terreno.

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Tre sistemi devono lavorare insieme in maniera perfetta affinché la campionatura abbia successo. Prima il braccio robotizzato grande nella parte anteriore del rover perfora la roccia marziana e preleva un campione carotato che viene inserito in un carosello. Il carosello porta il campione all'interno del rover. Qui entra in azione il terzo sistema: un altro braccio robotizzato, molto più piccolo, chiamato SHA. Questo braccio preleva il campione dal carosello, lo sposta nelle stazioni di analisi del volume e scansione, quindi nella stazione di sigillatura e infine in uno stoccaggio temporaneo, tutto in modo autonomo.

Qui entra in gioco maxon: diversi motori BLDC vengono utilizzati per la movimentazione dei campioni. Alcuni sono installati sul braccio robotizzato SHA che trasporta i campioni da una stazione all'altra; altri sono utilizzati per sigillare e posizionare le provette con i campioni.

La chiave del successo è la stessa di sempre

Proprio come gli oltre 100 azionamenti maxon usati in precedenza su Marte, i motori di Perseverance si basano su prodotti standard a catalogo: precisamente nove motori DC brushless del tipo EC 32 flat e uno di tipo EC 20 flat in combinazione con un riduttore planetario GP 22 UP. Naturalmente sono state necessarie delle modifiche affinché gli azionamenti potessero rispondere alle elevate richieste della missione. Tuttavia, la base degli azionamenti non è diversa da quella dei modelli utilizzati in tutti i tipi di applicazioni sulla Terra.

Il rover Perseverance è dotato di dieci motori DC brushless: nove EC 32 flat (sopra) e un EC 20 flat in combinazione con un riduttore planetario GP 22 UP.

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Gli ingegneri maxon hanno modificato e testato ripetutamente motori e riduttori per tre anni, lavorando in stretta collaborazione con gli specialisti del Jet Propulsion Laboratory (JPL) che gestisce tutte le missioni senza equipaggio della NASA. Gli esperti spaziali di Pasadena hanno fatto spesso visita alla sede svizzera esperta in motori elettrici. “Questa collaborazione ci ha insegnato molto,” ha dichiarato Robin Phillips, responsabile dello  SpaceLab di maxon. Ciò è evidente soprattutto nei superiori standard qualitativi e nelle nuove procedure e processi di prova. “Anche i clienti di altri settori, come quello medico che presenta spesso requisiti analoghi, possono approfittare di questo know-how.”

Phillips e il suo team dedicano molta attenzione alle attività di Perseverance in quanto molto dipende dal funzionamento degli azionamenti maxon. Per usare le sue parole, “Siamo coinvolti in applicazioni estremamente critiche. Se il braccio robotizzato su cui sono montati i nostri motori BLDC non si muove o se la pinza non funziona, l'intera missione sarà un fallimento.”

La missione

Perseverance andrà alla ricerca di tracce di vita precedente (firme biologiche) su Marte, preleverà campioni di roccia e terreno e li preparerà per il ritorno sulla Terra.  Inoltre condurrà esperimenti che apriranno la strada alle missioni umane.

Il viaggio

Veicolo di lancio                    Atlas V-401

Luogo del lancio                          Cape Canaveral Air Force Station, Florida (USA)

Data del lancio                        18 febbraio 2021

Luogo di atterraggio                         Cratere Jezero

Dati

Durata                
prevista
della missione              Almeno un anno marziano  (687 giorni terrestri)

Peso                   1025 chilogrammi

Lunghezza                   3 metri

Altezza                   2,2 metri