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La NASA ha completato i primi collaudi di un’antenna radar flessibile destinata alla missione SkyFall, che impiegherà tre piccoli elicotteri per mappare il sottosuolo marziano e cercare riserve di ghiaccio nei primi metri sotto la superficie.
SkyFall: tre elicotteri pensati per la scienza sul campo
SkyFall prende spunto da Ingenuity, ma cambia l’obiettivo. I nuovi velivoli non sono dimostratori di volo. Sono progettati fin da subito come piattaforme scientifiche.
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- Tre elicotteri, ciascuno con quattro strumenti a bordo.
- Uno degli strumenti principali è un radar a penetrazione del suolo.
- Il progetto sfrutta l’esperienza dei 72 voli di Ingenuity tra 2021 e 2024.
Perché cercare il ghiaccio vicino alla superficie è strategico
Il ghiaccio a pochi metri dalla superficie ha valore pratico e scientifico. È più accessibile per future missioni umane.
Risorse come acqua e ossigeno potrebbero essere estratte con tecnologie locali. Questo ridurrebbe la necessità di soluzioni portate dalla Terra.
Come funzionerà il radar degli elicotteri
Lo strumento opera in una banda che copre 500–2500 MHz.
- Frequenze basse: maggiore penetrazione nel terreno.
- Frequenze alte: migliore risoluzione degli strati superficiali.
- Obiettivo di progetto: mappare fino a circa 5 metri di profondità.
Volando a bassa quota, gli elicotteri otterranno dati più dettagliati rispetto ai radar orbitanti. Il risultato sarà una ricostruzione della transizione tra terreno secco e strati ricchi di ghiaccio.
Il design dell’antenna: compatta, leggera e pieghevole
Le limitazioni spaziali hanno imposto una soluzione ingegnosa. Un’antenna tradizionale sarebbe troppo lunga rispetto allo spazio disponibile tra elicottero e suolo.
Scelte tecniche e materiali
- Peso stimato: circa 150 grammi.
- Tipo: versione ridotta di antenna Vivaldi, ottimizzata per flessibilità.
- Materiali: tessuti metallizzati, poliestere, strati di Vectran.
- Supporto: piccole molle in fibra di vetro per mantenere la forma in volo.
La soluzione prevede che l’antenna tocchi il terreno durante gli atterraggi e si deformi senza subire danni. In aria, deve ritornare alla geometria corretta per trasmettere e ricevere segnali.
Prove al JPL e resistenza alle condizioni marziane
I testi condotti al Jet Propulsion Laboratory hanno simulato l’usura meccanica e i cicli termici marziani. Il prototipo è stato piegato ripetutamente e sottoposto a sbalzi di temperatura.
- Controlli sulla trasmissione e ricezione del segnale.
- Equivalente di 200 atterraggi eseguiti senza perdita misurabile di prestazioni.
- Prossime prove: vibrazioni e ulteriori simulazioni ambientali per la qualificazione al volo.
Gli ingegneri stanno sviluppando una nuova versione che affronterà gli step successivi di validazione.
Implicazioni per l’esplorazione umana e la ricerca
Rilevare ghiaccio vicino alla superficie cambierebbe la pianificazione delle missioni. Fornirebbe dati utili per la scelta di siti di atterraggio e per progettare sistemi di estrazione in loco.
- Supporto alla selezione di aree potenzialmente sfruttabili.
- Migliore comprensione della stratigrafia superficiale.
- Possibili ricadute su progettazione di habitat e logistica.
