La NASA sta sviluppando un lander chiamato SHIELD progettato per assorbire gli impatti durante un atterraggio su Marte.

La NASA è atterrata con successo su Marte nove volte, facendo affidamento su paracadute all’avanguardia, enormi airbag e jetpack per posizionare i veicoli spaziali in sicurezza sulla superficie. Ora gli ingegneri stanno verificando se il modo più semplice per raggiungere la superficie marziana non sia quello di “schiantarsi”. Piuttosto che rallentare la discesa ad alta velocità di un veicolo spaziale, un progetto sperimentale di un lander chiamato SHIELD (Simplified High Impact Energy Landing Device) utilizzerebbe una base pieghevole a forma di fisarmonica che si comporta come la zona di deformazione di un’auto e assorbe l’energia di un forte impatto.

Il nuovo design potrebbe ridurre drasticamente il costo dell’atterraggio su Marte semplificando il delicato processo di ingresso, discesa e atterraggio ed aumentando le opzioni di possibili siti di atterraggio.

Come un incidente d’auto

La torre di lancio per i test del lander SHIELD. Credit: NASA/JPL-Caltech

Gran parte del design di SHIELD prende in prestito dal lavoro svolto per la campagna Mars Sample Return della NASA. Il primo passo di quella campagna prevede che il rover Perseverance raccolga campioni di roccia in tubi di metallo ermetici: un futuro veicolo spaziale riporterà quei campioni sulla Terra in una piccola capsula schiantandosi in sicurezza in un luogo deserto.

Lo studio di quel processo ha portato gli ingegneri a chiedersi se l’idea generale fosse utilizzabile anche su Marte. Per testare la teoria, gli ingegneri dovevano dimostrare che SHIELD può proteggere l’elettronica sensibile durante l’atterraggio. Il team ha utilizzato una torre di caduta al JPL per testare come avrebbero resistito i tubi di campionamento di Perseverance in un duro atterraggio sulla Terra.

Con un’altezza di quasi 27 metri, la torre è dotata di una specie di arco gigante che può scagliare un oggetto in superficie alle stesse velocità raggiunte durante un atterraggio su Marte. I test svolti per SHIELD sono come una specie di versione verticale dei crash-test delle automobili, ma invece di un muro l’arresto improvviso è dovuto a un impatto nel terreno.

Un importante successo

Rappresentazione artistica del lander SHIELD sulla superficie di Marte. Credit: NASA/JPL-Caltech

Il 12 agosto, il team si è riunito presso la torre di lancio con un prototipo a grandezza naturale dell’attenuatore pieghevole di SHIELD, una piramide rovesciata di anelli di metallo che assorbono l’impatto. Hanno appeso l’attenuatore a un rampino e hanno inserito uno smartphone, una radio e un accelerometro per simulare l’elettronica che un veicolo spaziale avrebbe trasportato.

Il lanciatore ha impattato SHIELD nel terreno a circa 177 chilometri orari, la velocità che un lander su Marte raggiunge vicino alla superficie dopo essere stato rallentato dalla resistenza atmosferica dalla sua velocità iniziale di 23.335 chilometri orari dall’ingresso nell’atmosfera di Marte.

I precedenti test SHIELD hanno utilizzato una “zona di atterraggio” sterrata, ma per questo test, il team ha posato una piastra d’acciaio spessa 5 centimetri sul terreno per creare un atterraggio più duro di quello che un veicolo spaziale sperimenterebbe su Marte. L’accelerometro di bordo ha poi rivelato che SHIELD ha avuto un impatto con una forza paragonabile a 112 tonnellate che si sono schiantate contro di esso.

Le riprese della telecamera ad alta velocità del test mostrano che SHIELD ha colpito con una leggera angolazione, quindi è rimbalzato per circa 1 metro in aria prima di capovolgersi. Il team sospetta che la piastra d’acciaio abbia causato il rimbalzo, poiché nei test precedenti non si è verificato alcun rimbalzo. Dopo aver aperto il prototipo e recuperato il carico utile elettronico simulato, il team ha scoperto che i dispositivi di bordo, persino lo smartphone, sono perfettamente rimasti intatti: un successo strepitoso.

Il prossimo passo sarà sviluppare un prototipo di lander nel 2023 e vedere fino a che punto potrà spingersi.

Riferimenti: NASA\JPL

Se sei arrivato fin qui è perché hai ritenuto il nostro articolo degno di essere letto fino alla fine. Da sempre Passione Astronomia prova a costruire, attraverso la divulgazione scientifica, una comunità di persone più informate e consapevoli. È anche il motivo per cui abbiamo deciso di scrivere un libro dedicato all’astronomia. È scritto in modo chiaro e semplice, proprio perché per noi la divulgazione deve essere accessibile a tutti. Lo trovi qui.

Grazie!