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Perseverance è su Marte

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[11] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 11 apr 2021, 0:43

Quelli della NASA oggi gli hanno fatto un po' girare le pale...
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[12] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 11 apr 2021, 16:02

Si @claudiocedrone, pare ci sia stato qualche problema anche se, almeno io, non ho compreso la causa.
Il primo test-volo era previsto per oggi 11 Aprile 2021 ma nel passaggio tra la fase di pre-volo e quella di volo qualcosa forse non s'è svolto o non è accaduto nei tempi previsti, tanto che pare sia intervenuto il watchdog.
L'elicotterino è integro e attivo, i dati relativi alla sua telemetria sono stati acquisiti a Terra dove vengono analizzati; ipotizzano di riprovare non prima del 14 Aprile.
L'8 aprile(48esimo sol) avevano già eseguito delle verifiche mandando tra l'altro in rotazione le pale: (qui il link del video).

A proposito di Ingenuity ho scritto di "drone", il termine non è errato ma può confondere se nell'immaginario c'è un quadricottero(quadrimotore o con più rotori) che, come noto, ha le pale fisse.
Il principio di volo di Ingenuity è invece più quello di un elicottero privo dell'elica posteriore(il rotore di coda che compensa la coppia di quello principale).

Comunque, ancor prima di oggi, dalla villeggiatura su Marte, era arrivato questo selfie scattato con la telecamera a bordo del braccio robotizzato di Perseverance che "si ritrae" insieme a Ingenuity (il link)

perseverance_selfie.jpg

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[13] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 21 apr 2021, 1:39

Lo avrete visto, il 19 Aprile Ingenuity è riuscito a sollevarsi.

La sua sfida, dopo essersi fatto trasportare per milioni di km nella pancia di Perseverance attraverso lo spazio interplanetario, sarebbe stata provare a staccarsi tre metri dal suolo.
C'era stato qualche problema nei controli preliminari tanto che dal JPL avevano deciso per un aggiornamento del software, praticamente un file transfer del codice, e pare abbia funzionato.

Questo step è andato bene, in autonomia, si è sollevato rimanendo stabile(hovering) in posizione a tre metri dal suolo.
Che ci riuscisse non era per nulla scontato, certo vi confidavano avendo fatto tutto quello ch'era possibile.
Di fatto Ingenuity rappresenta il primo esperimento di volo a motore su un altro pianeta, dettaglio che ci porta ad escludere i palloni aerostatici di elio della missione Vega della ex URSS, nel 1985.

Ingenuity è un piccolo elicottero e come tutti gli elicotteri deve sviluppare portanza con la rotazione delle pale e per questo l'aria è un elemento fondamentale.
Però su Marte è un problema perché l'atmosfera è circa l'1% rispetto a quella che abbiamo qui, sulla Terra, a quota zero.
Ad una densità così bassa, sulla Terra, un velivolo con le caratteristiche di un elicottero pare non abbia mai volato; se l'avesse fatto avrebbe dovuto raggiungere la quota di cira 30 km, mentre il limite dovrebbe attestarsi a 12 km.
Anche la gravità marziana, solo il 38% rispetto a quella terrestre, non è minimamente sufficiente a compensare le difficoltà che impone un'atmosfera quasi inesistente; per questo il peso complessivo del drone in fase di progettazione è stato oggetto di speculazione, dunque contenuto per quanto possibile.

Ingenuity pesa 1,8 kg e facendo girare le eliche, ognuna del peso di 35 g. e 1,2 m. di lunghezza(da punta a punta), a circa 2400 giri al minuto(rpm) si è sollevato, ha stazionato nell'aria per 25 secondi per poi tornare a posarsi.
Almeno questo è quello che si apprezza dal video "girato" da Perseverance che lo ha osservato alla distanza di sicurezza di circa 65 metri: il link.
Ma a quanto riportano l'hovering sarebbe durato quasi 40 secondi.

Di seguito i due fotogrammi, rispettivamente al suolo e in "quota":
ingenuity_fly1.jpg

ingenuity_fly2c.jpg
ingenuity_fly2c.jpg (24.52 KiB) Osservato 1482 volte

Questa invece la foto scattata dallo stesso Ingenuity con la camera posta sul ventre:
ingenuity_fly3.jpg

Il risultato è stato raggiunto grazie allo studio sul volo svolto prima sulla Terra, simulando però le condizioni ambientali di Marte.
Le prove sono state portate avanti in una camera dove è possibile ridurre la densità dell'aria, invece la forza di gravità terrestre è stata ingannata ricorrendo ad un dispositivo di sollevamento a puleggia al quale Ingenuity si è ritrovato appeso tramite un filo da pesca scelto tra quelli esistenti sul mercato, leggero e quasi indeformabile.
Il controllo d'un piccolo motore in continua ha poi consentito l'esercizio d'una forza tale da ridurre la gravità di quel 62%, come atteso su Marte.

I test successivi prevedono lo spostamento in volo e con una autonomia di 90 secondi dovrebbe riuscire a coprire una distanza sino a circa 300 metri.
Poi, al termine d'una ricognizione simile si dovrà riposare ... e ricaricare.

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[14] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 22 apr 2021, 3:01

Intanto ha avuto inizo anche l'esperimento che vede protagonista MOXIE(Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment).

Lo strumento, qui, mentre viene caricato sul rover:
MoxieLoad.jpg

E' un oggetto grande quanto una batteria per auto, con una massa di 17 kg., alloggiato all'interno di Perseverance, nella parte frontale/destra.
Il suo compito è di ricavare ossigeno dall'anidride carbonica(un po' come fa una pianta sulla Terra), gas che costituisce il 96% dell'atmosfera marziana.
E' vero che questa è solo lo 1% rispetto a quella terrestre, ma è pur sempre l'atmosfera d'un pianeta !

Il primo test pare sia andato bene: il dispositivo, dopo una fase di pre-riscaldamento durata un paio d'ore, ha iniziato l'attività e in un'ora di funzionamento ha prodotto 5,4 grammi di ossigeno.
Spingendo sulle sue capacità può arrivare a 10 grammi, sempre in un'ora.
Questo è il grafico(il link)
OxyProd.jpg

Per farci un'idea, 5,4 grammi sono sufficienti a una persona per respirare circa 10 minuti svolgendo una normale attività; è di tutta evidenza l'importanza di questo esperimento.
La produzione di ossigeno "in loco", nella prospettiva di possibili future missioni sul pianeta rosso, rappresenta una funzione fondamentale, di vitale importanza.
Trasportare l'ossigeno dalla Terra per disporne su Marte non è proponibile, organizzare una spedizione che deposita un MOXIE di scala superiore(almeno 100 volte più grande) per produrre sul posto quel che serve è invece una soluzione praticabile.
L'ossigeno servirebbe agli astronauti per respirare ma anche come componente propellente per i razzi, indispensabili sopratutto alla ripartenza per il viaggio di ritorno verso la Terra.
Può sembrare cosa curiosa ma ne servirebbe molto di più per alimentare i propulsori che per respirare.
Fatte le debite proporzioni pare occorrerebbero 25 tonnellate metriche di ossigeno per far decollare da Marte una navetta spaziale con 4 astronauti: meglio dunque produrle lì piuttosto che impegnarsi in un trasporto dalla Terra con tutte le difficoltà che comporta.
Tra l'altro, piccolo particolare, una volta che il dispositivo è sul posto, la produzione può andare ben oltre le 25 tonnellate.

MOXIE attua un processo di separazione dei due atomi di ossigeno da quello di carbonio che viene rilasciato in qualità di scarto.
Per fare questo però occorre raggiungere una temperatura di 800 gradi Celsius(1.470 gradi Fahrenheit) ed è il motivo per il quale le parti interessate sono state prodotte in nichel.
La loro realizzazione è avvenuta con stampa 3D.
Per l'isolamento termico è stato invece utilizzato dell'aerogel, un materiale dalle caratteristiche molto particolari: estremamente leggero e refrattario.
Il sistema CO2 Acquisition and Compression(CAC) acquisisce l'aria dall'esterno di Perseverance, la filtra e la pressurizza a circa un'atmosfera.
Quindi passa nel Solid OXide Electrolyzer(SOXE) dove elettrochimicamente avviene la scissione della molecola di anidride carbonica: è qui che si raggiungono le alte temperature.
In questa situazione oltre al carbonio anche l'ossigeno viene scaricato di nuovo in atmosfera ma per evitare danni, prima dell'espulsione, vengono raffreddati.
Il processo, oltre alla quantità prodotta, verifica e analizza anche la qualità.

Questo passaggio ha dato riscontri soddisfacenti ma la produzione d'ossigeno sarà tentata più volte, in condizioni atmosferiche differenti, nell'arco della giornata(sol) e delle stagioni, al fine di verificare il comportamento del dispositivo in situazioni molto diverse tra loro.

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[15] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto Utentesetteali » 22 apr 2021, 8:46

Grazie, mi è piaciuta anche questa tua spiegazione, è sempre affascinante leggere queste realtà.
Alex
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[16] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 22 apr 2021, 8:55

Grazie ancora a te @setteali.
Comunque riporto, con un minimo di elaborazione, quanto propone la NASA sul suo sito.
A tal proposito invito a controllare, nel caso risultassero miei errori.

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[17] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 23 apr 2021, 23:26

Ieri, 22 Aprile 2021, Ingenuity ha compiuto il secondo volo con una prestazione superiore alla prima.
Si è alzato sino a 5 metri(prima 3), è rimasto in quota per 51 secondi(prima 30) e si è anche spostato lateralmente di 2 metri(prima no) per poi tornare in posizione.

Ricordiamo che gli spostamenti sono stabiliti con un piano di volo ma l'esecuzione di quel che l'elicotterino dovrebbe fare è tutta nelle su "ali" e l'esito d'ogni evento, nel bene o nel male, è noto solo tempo dopo il suo compimento.

Il sistema a bordo deve gestire in modo del tutto autonomo il controllo, garantire stabilità in volo e poi tornare al suolo, in posizione per la successiva ripartenza.
Siccome la pianificazione avviene sulla scorta dei riscontri restituiti dalla telemetria, ottimi in questo secondo tentativo e in linea coi modelli previsionali, al JPL probabilmente sceglieranno di osare un po' di più nella prova successiva.

La finestra temporale entro la quale sperimentare il volo è limitata e comunque vincolata alla presenza e prossimtà del rover Perseverance che, per ora, presidia la zona di ammartaggio.
L'elicotterino non comunica direttamente con la Terra, per questo non è autonomo, per trasmettere e ricevere informazioni necessita del rover che, tra un paio di settimane, dovrebbe invece proseguire con attività anche esplorative, cosa che comporta uno spostamento rispetto alla posizione attuale.

Ma l'opportunità per raccogliere informazioni relative al volo è unica quindi non escluderei qualche piccola variazione rispetto al programma originale.
Ogni iniziativa avrà comunque come prerogativa la sicurezza di Perseverance che dovrà rimanere sempre a debita distanza.
Una interferenza meccanica non può essere esclusa a priori e non ce la si può permettere, quindi adotteranno, come fatto sin'ora, tutte le cautele che la situazione richiede(il link).

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[18] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 24 apr 2021, 1:28

Ottimo lavoro Walter, trovo l’argomento molto interessante. Seguo queste imprese da sempre ma nonostante il miglioramento tecnologico, gli esperimenti e le belle immagini mi sembra che siamo ancora molto lontani dal riuscire a costruire anche una semplice serra su quel pianeta. Se non sono male informato, sembrerebbe che per ora i viaggi su Marte possono essere di sola andata a causa del peso e l’ingombro del propellente per il lungo viaggio. Poi se oltre a questi carichi ci devono aggiungere anche il peso e l’ingombro delle attrezzature, il ritorno sembrerebbe impossibile, anche utilizzando più di un veicolo; bisognerebbe poter rifare il “pieno” e non è detto che basti. Temo che dovrà trascorrere ancora mezzo secolo prima di realizzare un minimo di colonizzazione degno del termine. L’ideale sarebbe riuscire a sostituire gli attuali sistemi di propulsione con qualcosa di un po’ più fantascientifico altrimenti l’impresa la vedo molto difficile. Neutralizzare la gravità dei pianeti e l'attrito atmosferico è il primo problema serio da risolvere ma anche la lunghezza dei viaggi non è cosa da poco, per non parlare poi dei rischi da esposizione alle radiazioni solari e cosmiche una volta in viaggio e giunti a destinazione.

Personalmente non avrò a disposizione il tempo necessario per veder realizzata una minima colonizzazione del pianeta…

Seguo con interesse. Buona continuazione. :ok:
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[19] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto UtenteWALTERmwp » 24 apr 2021, 15:03

Grazie Foto Utentegianniniivo.
E' vero, Marte è un po' lontano ma i progressi che si stanno registrando rendono l'idea di un approccio meno distante nel tempo.
La Luna, forse trascurata dopo l'ultima missione avvenuta con Apollo 17 nel dicembre 1972, è tornata decisamente d'attualità proprio guardando al pianeta rosso.
In quest'ottica il fatto di tornare sulla Luna assume un'importanza che va ben oltre l'allunaggio, impresa sempre e comunque al limite delle possibilità malgrado l'evoluzione tecnologica la renderebbe meno disagevole rispetto al passato.

Le implicazioni per una missione verso il pianeta rosso sono diverse, alcune impongono delle vere e proprie sfide e la ricerca di soluzioni a problemi inclusi quelli da te citati.
Ma proprio per questo l'approccio ISRU(In-Situ Resource Utilization), cioè l'utilizzo delle risorse disponibili sul posto per rendere sostenibile una missione, è forse imprescindibile per la pianificazione generale.
L'esperimento "MOXIE", pur privo d'effetti scenografici, è estremamente importante e testimone delle intenzioni, almeno della NASA.
Il resto lo farà lo spirito di collaborazione con le altre agenzie spaziali, con le aziende private coinvolte nel settore aereospaziale, e il bilancio finanziario della NASA ...

La natura è ingannevole, ci lasciamo facilmente trarre in inganno, così tra le nostre illusioni c'è l'idea che la Terra sia infinita talmente è grande rispetto alla nostra percezione; ma è falso, lo abbiamo svelato da tempo e di alibi non ne abbiamo più.
Il progresso dovrebbe aiutarci anche in questo, guardare fuori nello spazio e dallo spazio verso la Terra, facendo maturare la consapevolezza che tutto considerato ci troviamo su un isola in mezzo al nulla.

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[20] Re: Perseverance è su Marte

Messaggioda Foto Utentegianniniivo » 24 apr 2021, 17:51

WALTERmwp ha scritto:
E' vero, Marte è un po' lontano ma i progressi che si stanno registrando rendono l'idea di un approccio meno distante nel tempo...


Già, il tempo. Insisto, proprio quello mi affligge, non credo me ne sia rimasto molto. :D
Da ragazzo, dopo l’evento allunaggi, ammesso che siano avvenuti per davvero, pensai che da li a poco certi viaggi sarebbero diventati qualcosa di simile ai contemporanei viaggi aerei e invece è andata come sappiamo. Con il trascorrere del tempo ho acquisito una discreta consapevolezza delle difficoltà che certe imprese comportano e ritengo che i progressi raggiunti siano minimali rispetto al periodo trascorso e agli sviluppi tecnologici acquisiti ed ulteriormente ottenibili se non fosse erroneo l’approccio alla ricerca delle soluzioni. Fino a che queste imprese serviranno a determinare una supremazia militare prima che squisitamente scientifica e tecnica, non andremo da nessuna parte in modo proficuo e, perché no, anche relativamente rapido; occorrerebbe una collaborazione planetaria. Inoltre, fintanto che i “velivoli” avranno bisogno delle ali, delle eliche e dei reattori a combustione fossile o chimica per muoversi in un ambiente etereo o cosmico, credo che dovremo rassegnarci a considerarci ancora nell'era “paleolitica” di simili imprese è certi obiettivi sono ancora molto lontani.

Pur condividendo quello che scrivi, che oltre ad essere gradevole da leggere è anche molto accurato sul piano della ricerca e dell’illustrazione di merito, ritengo che in realtà ci sia molta più astrazione che sostanza nelle intenzioni di chi pianifica e diffonde più o meno ufficialmente le finalità ed i costi della “scienza”. Tanto per citare un piccolo esempio: ho letto che sarebbe ipotizzato di erigere delle strutture marziane servendosi di una tecnica derivata dalle stampanti 3D. Ebbene, non voglio ne posso escluderlo a priori ma una previsione simile mi ricorda il maestro delle elementari quando utopizzava che il progresso e le macchine avrebbero portato pace e benessere per tutta l’Umanità. Certe previsioni potrebbero anche diventare realtà ma se per concretizzarle occorrono secoli, beh, nulla di ciò che accadrà in quel futuro sarà di nostra pertinenza…

* Chiedo scusa se ho parzialmente deviato l'oggetto della discussione ma, pur avendo poco tempo libero in questo periodo, non ho saputo resistere dal manifestare qualche interessato intervento...
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