ExoMars 2022: il sistema che aiuterà a far posare su Marte il rover Rosalind Franklin ha completato i test di estrazione dinamica a terra sul primo paracadute principale
Buone notizie per la missione ExoMars 2022: il primo paracadute principale, fondamentale per rallentare il lander prima dell’atterraggio sul Pianeta rosso, ha superato i test di estrazione a terra, il che lascia inalterata la tabella di marcia prevista, con il lancio della missione programmato nella finestra che va dal 20 settembre all’1 ottobre 2022.
Il modulo di discesa della missione Esa-Roscosmos ExoMars 2022, costituito dal rover Rosalind Franklin, progettato per ricercare segni di vita sul pianeta, e la piattaforma di superficie Kazachok, alla quale spetterà il monitoraggio del sito di approdo – richiede due paracadute principali – ciascuno con il proprio paracadute pilota per l’estrazione – per rallentarlo mentre si immerge nell’atmosfera marziana.
Il primo dei due paracadute principali, con un diametro di 15 metri, verrà dispiegato mentre il modulo di discesa viaggia ancora a velocità supersoniche. Il secondo paracadute principale, con un diametro di 35 metri (sarà il più grande mai impiegato su Marte), si aprirà circa 20 secondi più tardi, quando il modulo avrà raggiunto una velocità di circa ai 400 km/h.
I test svolti presso il Jet Propulsion Laboratory della Nasa, in California, hanno riguardato il primo dei paracadute principali e la sua sacca di contenimento e di rilascio.
Si tratta di test di estrazione dinamica a terra: prove che riproducono le alte velocità alle quali il paracadute verrà estratto dalle sacche durante la fase di discesa su Marte. Ciò ha consentito di verificare le modifiche apportate al progetto dalla Airborne Systems e dalla Arescosmo dopo le criticità emerse negli ultimi test ad alta quota.
In questi test, il gruppo paracadute (la struttura circolare bianca nell’immagine qui accanto), con una estremità legata a uno speciale macchinario e l’altra ancorata a una struttura sospesa su un lungo cavo, viene letteralmente sparato ad alta velocità da un sistema ad aria compressa. Quando il meccanismo di estrazione viene attivato, il paracadute viene rilasciato dalla sacca alla velocità target, imitando il dispiegamento su Marte. Alle velocità più elevate, i test consentono di effettuare l’estrazione a più di 200 km/h.
Quelli a cui è stato sottoposto il paracadute è in realtà un doppio test di estrazione. Nel primo, avvenuto il 27 aprile scorso, la Arescosmo ha valutato le modifiche apportate al prototipo dopo i precedenti test infruttuosi: il nuovo design della sacca di rilascio e la nuova modalità di piegatura del paracadute al suo interno per evitare l’attorcigliamento e i danni al tessuto durante l’estrazione. Nel secondo, avvenuto tre giorni dopo, la Airborne Systems ha convalidato il processo di estrazione.
«Entrambi i prototipi si sono comportati molto bene nei test» afferma Thierry Blancquaert, responsabile del team di Spacecraft Systems Engineering di ExoMars. «L’ispezione ha mostrato che alcune piccole aree del paracadute erano state soggette ad attrito durante il processo di estrazione della sacca, riducendo in quei punti la resistenza del tessuto. L’analisi delle riprese video ha consentito al team della Airborne Systems di individuare il momento in cui si è verificato il danno e di apportare modifiche alla sacca e all’imballaggio del paracadute. Queste modifiche – continua Blancquaert – potrebbero essere fatte in tempi rapidi, giusto un paio di giorni, per arrivare presto a un risultato di successo».
Il paracadute era stato originariamente imballato all’interno della sacca attorno alla struttura centrale che contiene il suo paracadute pilota, in modo tale che dopo l’estrazione si aprisse a 360 gradi. Piegare la calotta del paracadute in due parti, in modo che si dispieghi prima l’una e poi l’altra metà, ha dimostrato di ridurre l’attrito che subisce la calotta durante lo srotolamento attorno alla struttura centrale, prima del dispiegamento.
Questa volta, rispetto ai precedenti test, ci sono dunque notevoli passi avanti.
Una volta apportate le modifiche, la Airborne Systems condurrà i primi test di caduta ad alta quota proprio su questo paracadute. Test programmati all’inizio di giugno a Kiruna, in Svezia. In questi test, un veicolo di prova viene portato a circa 29 km di altitudine da un pallone sonda e da qui viene sganciato, aprendo poi in sequenza i paracadute così da sottoporli nel modo più verosimile possibile allo stress che sperimenteranno nella rarefatta atmosfera di Marte.
Anche la Arescosmo nei prossimi mesi condurrà test ad alta quota, ma la sua attenzione sarà rivolta al secondo paracadute principale, quello da 35 metri di diametro. I miglioramenti apportati a questo paracadute e alla sua sacca, che includono l’utilizzo di tensori della calotta più resistenti e tessuto rinforzato attorno all’apice del paracadute, sono già stati implementati e testati nelle prove di estrazione dinamica condotte a dicembre 2020.
Il test ad alta quota prevede l’utilizzo di un paracadute pilota – ausiliario al secondo paracadute principale – di dimensioni leggermente inferiori: 3.7 metri di diametro anziché 4.5 metri. Una decisione adottata con lo scopo di ridurre l’attrito generato dall’estrazione del paracadute principale dalla sua sacca. Questo paracadute non può essere testato in anticipo con prove di estrazione a terra, poiché queste si concentrano solo sull’estrazione dei paracadute principali dalla loro sacca.
Ma i test che intendono condurre l’Esa e Roscosmos non finisco qui. Ulteriori test di estrazione dinamica a terra sono previsti nel mese di agosto. Dopo di che avverranno un altro paio di test di caduta ad alta quota, che sono previsti tra ottobre e novembre di quest’anno in Oregon, negli Stati Uniti. Altri test in alta quota potrebbero avvenire anche durante la prima metà del 2022, la cui configurazione dipenderà in gran parte dall’esito dei prossimi test a Kiruna.
«La nostra strategia di avere due team altamente qualificati che lavorano sui paracadute, insieme alla disponibilità del banco di prova a terra, sta già dando i suoi frutti» conclude Blancquaert. «Siamo pronti e non vediamo l’ora di effettuare i prossimi test di caduta in alta quota. Atterrare in sicurezza su Marte è notoriamente difficile. Investire i nostri sforzi in questa strategia di test è essenziale per garantire il successo della missione quando arriveremo su Marte nel 2023».
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