Perseverance è il primo vero rover a guida autonoma su Marte, il 90% del viaggio lo ha fatto da solo

Perseverance sta per raggiungere un nuovo traguardo storico su Marte, ma questa volta il record non riguarda soltanto la distanza percorsa. Il rover della NASA, arrivato sul Pianeta Rosso nel febbraio 2021, si prepara infatti a superare i 45,16 chilometri percorsi sulla superficie marziana, superando il precedente record appartenente a Opportunity, ma soprattutto lo ha fatto affidandosi in larga parte alla propria capacità di muoversi autonomamente.

Secondo i dati forniti dagli esperti della missione infatti, circa il 90% della distanza percorsa da Perseverance è stata affrontata in modalità autonoma, un risultato particolarmente importante perché dimostra quanto l’evoluzione dei sistemi di navigazione e dell’elaborazione a bordo abbia cambiato il modo in cui è possibile esplorare un altro pianeta.

Il rover non deve quindi ricevere dalla Terra istruzioni dettagliate per ogni singolo movimento, attraverso le proprie telecamere e il computer di bordo è in grado di analizzare il terreno, individuare gli ostacoli e scegliere autonomamente un percorso sufficientemente sicuro, continuano a muoversi mentre gli operatori sulla Terra possono concentrarsi sulle attività scientifiche.

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Perseverance guida da solo e questo fa la differenza

La tecnologia che ha permesso questo importante salto in avanti è il sistema di navigazione automatica integrato nel rover, Perseverance utilizza le immagini raccolte dalle telecamere per comprendere e calcolare la conformazione del terreno circostante e calcolare il percorso migliore, evitando ostacoli come rocce, pendii e aree potenzialmente problematiche.

Il principio non è poi così diverso da quello utilizzato dai moderni veicoli a guida autonoma sulla Terra, anche se le condizioni operative sono ovviamente completamente differenti. Su Marte non esistono strade, corsie o segnali che possano aiutare il sistema di navigazione e il terreno può presentare continuamente ostacoli imprevisti.

A fare la differenza è soprattutto il sistema di elaborazione del computer di bordo. Perseverance dispone infatti del Vision Compute Element, un sistema che permette al rover di eseguire contemporaneamente le attività di rilevamento e i calcoli necessari alla navigazione mentre continua a muoversi.

La velocità resta comunque estremamente ridotta rispetto a quella di un qualsiasi veicolo terrestre, le ruote di Perseverance possono raggiungere circa 150 metri all’ora; su Marte però, il problema principale non è andare velocemente, quanto riuscire a utilizzare nel modo più efficiente possibile il tempo disponibile, ed è proprio qui che la guida autonoma diventa fondamentale.

Un rover controllato maggiormente dalla Terra deve infatti attendere i comandi degli operatori prima di poter affrontare determinati percorsi, le comunicazioni con Marte richiedono tempo e, di conseguenza, ogni fase di pianificazione può tradursi in periodi durante i quali il veicolo rimane fermo.

Perseverance può invece continuare a muoversi mentre esegue autonomamente parte delle decisioni necessarie alla navigazione, il risultato è una maggiore distanza percorsa e, soprattutto, più tempo a disposizione per la scienza.

Il confronto con Curiosity è particolarmente significativo, il rover, arrivato su Marte diversi anni prima di Perseverance, dispone di sistemi di imaging e algoritmi simili, ma il computer di bordo è basato su una tecnologia molto più vecchia; alcuni dei suoi componenti risalgono addirittura agli anni ’90.

Per questo motivo, soltanto circa il 10% della guida di Curiosity avviene in modalità autonoma, mentre nei suoi quasi quindici anni di attività il rover ha percorso circa 38,6 chilometri. Perseverance ha quindi raggiunto una distanza superiore in un periodo molto più breve, anche grazie alla possibilità di affidarsi maggiormente alla propria capacità di navigazione.

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Il vero obbiettivo è la scienza

Il record di distanza è certamente importante, ma per la NASA non rappresenta il risultato più interessante. La capacità di muoversi autonomamente sta infatti permettendo a Perseverance di ampliare considerevolmente il proprio raggio d’azione all’interno del cratere Jazero.

La differenza rispetto a Curiosity dipende anche dagli obbiettivi delle due missioni, Curiosity sta esplorando il cratere Gale e procede lentamente verso il Monte Sharp, dedicando molto tempo alle analisi dettagliate del territorio che incontra lungo il percorso.

Perseverance invece, deve raggiungere diversi obbiettivi scientifici distribuiti su un’area molto più ampia. La possibilità di spostarsi rapidamente, almeno considerando gli standard di un rover marziano, consente quindi alla missione di passare da una zona all’altra senza dover attendere continuamente nuove istruzioni di navigazione.

In alcuni casi il rover è persino riuscito ad arrivare in una nuova area prima del previsto, sorprendendo gli stessi scienziati che ne seguono le attività dalla Terra. Il territorio che sta esplorando è inoltre particolarmente interessante, nel cratere Jazero si trovano alcune delle rocce più antiche mai studiate direttamente sulla superficie di Marte, con un’età che arriva a circa 4 miliardi di anni.

Si tratta di un periodo estremamente importante nella storia del Pianeta Rosso, quando le condizioni ambientali erano molto diverse da quelle attuali; gli scienziati ritengono che in quell’epoca potessero esistere grandi laghi e forse persino oceani, mentre corsi d’acqua attraversavano alcune regioni del pianeta.

Perseverance sta quindi cercando di ricostruire l’ambiente marziano di miliardi di anni fa e, soprattutto, di capire se quelle condizioni avrebbero potuto essere favorevoli alla vita. La capacità di muoversi autonomamente diventa in questo contesto molto più di una semplice comodità tecnologica, significa poter raggiungere più luoghi, analizzare più rocce e raccogliere una quantità maggiore di dati durante la stessa missione.

Il rover potrebbe continuare a guidare ancora per molti anni

Anche dal punto di vista dell’affidabilità, Perseverance sta offrendo risultati particolarmente positivi. Dopo le difficoltà riscontrate in passato con le ruote di Curiosity, gli ingegneri della NASA hanno infatti riprogettato quelle del nuovo rover e, almeno secondo quanto osservato finora, non sono presenti segni significativi di usura.

Esiste una piccola incognita legata agli attuatori delle ruote, questi componenti erano stati inizialmente testati per una durata di circa 20 chilometri, ma la NASA sta lavorando per certificarli per almeno 100 chilometri, con la possibilità che possano superare anche questa soglia.

La prospettiva è quindi particolarmente interessante: Perseverance non soltanto sta per diventare il rover ad aver percorso la maggiore distanza su un altro pianeta, ma potrebbe continuare a farlo ancora per molto tempo.

Il veicolo utilizza infatti un generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG) e non dipende da propellenti, lubrificanti o altri materiali di consumo che possano esaurirsi rapidamente, se i suoi sistemi continueranno a funzionare come stanno facendo ora, il rover potrebbe quindi proseguire la propria esplorazione autonoma di Marte ancora per diversi anni.

Il prossimo record di distanza sarà dunque soltanto una delle conseguenze più visibili di un risultato ancora più importante: la NASA ha dimostrato che un veicolo può esplorare autonomamente un altro pianeta, scegliendo il proprio percorso e continuando a lavorare senza dover essere guidato passo dopo passo dalla Terra; considerando quanto sia difficile comunicare e operare a centinaia di milioni di chilometri di distanza, questa capacità potrebbe diventare ancora più importante nelle future missioni robotiche e, un giorno, anche nell’esplorazione umana di Marte.