L’arrivo di veicoli spaziali su mondi alieni utilizza diverse tecniche, che vanno da enormi sacche d’aria a paracadute e piccoli razzi. Tuttavia, l’uso di razzi può rappresentare un problema per la tecnologia a bordo, poiché la polvere sollevata può influenzare i sensori e le telecamere, disturbando anche il sito di atterraggio. Un team di ricercatori ha sviluppato un nuovo strumento in grado di misurare la polvere sollevata durante l’atterraggio per informare la progettazione di futuri strumenti.

La polvere può avere un impatto significativo sui veicoli spaziali durante l’atterraggio, specialmente su corpi come la Luna e Marte. Entrambi i mondi presentano uno strato sottile di polvere sulla superficie noto come regolite. Durante la discesa, i razzi di atterraggio possono sollevare grandi nuvole di polvere che riducono la visibilità, impattando sui sistemi di navigazione. Quest’ultima può danneggiare strumenti ottici, causando graffi sulle lenti e accumulo di polvere sui pannelli solari. Le particelle possono addirittura aderire ai veicoli spaziali tramite adesione elettrostatica, portando a surriscaldamenti e problemi meccanici.

Dopo aver scattato la prima foto della traccia di un stivale, Aldrin si avvicinò al piccolo sasso e scattò questa seconda immagine. Il terreno polveroso e sabbioso è noto anche come ‘regolite’ lunare. Clicca per ingrandire. Credito: NASA

Esistono già sistemi e strumenti in grado di analizzare la nuvola di polvere, ma questi strumenti si basano su imaging visivo, tecnologie a raggi X o risonanza magnetica. Il team di ricerca dell’Università dell’Illinois ha sviluppato una tecnologia che può valutare le nuvole di polvere spostate utilizzando onde radio con una lunghezza d’onda di 3,8 mm. Questo consente loro di trattare nuvole di particelle troppo dense per l’esame ottico o troppo sottili per l’analisi a raggi X. Il nuovo strumento emette onde radio proprio come un radar; le onde viaggiano attraverso la nuvola e viene costruita un’immagine della nuvola stessa.

Illustrazione dell’atterraggio di SpaceX Starship su Marte. Credito: SpaceX

La nuova tecnica si basa sul concetto che le onde sono generalmente più grandi delle particelle di polvere. Mentre viaggiano attraverso la polvere, vengono rallentate di un piccolo quantitativo e questa riduzione della velocità consente di modellare la nuvola. Se fossero state utilizzate onde luminose, non avrebbero potuto attraversare la polvere.

La Radar Interferometry for Landing Ejecta, o RIFLE come è stata chiamata, ha iniziato lo sviluppo nel 2020 quando il radar è stato identificato come la tecnologia giusta. Il concetto originale utilizzava misurazioni di assorbimento invece di misurazioni della velocità del segnale, ma questo ha presentato dei problemi. Purtroppo, vi erano difficoltà con questo approccio; nuvole più grandi causavano un segnale radar più debole durante la misurazione dell’assorbimento, e la nuvola causava anche problemi agendo come una lente per concentrare le onde su un ricevitore, influenzando le misurazioni. Il team ha quindi deciso di concentrarsi invece sull’interferometria.

Il team ha scoperto che i risultati erano molto più accurati e ha lavorato allo sviluppo di prototipi e di uno strumento finale funzionante. È stato utilizzato un imbuto per creare una sottile cortina di polvere di concentrazione nota. Hanno quindi utilizzato telecamere con luci per proiettare ombre delle particelle di polvere ad alta magnificazione. Le concentrazioni di polvere sono state misurate otticamente per calibrare lo strumento per l’uso. Il team ha ora richiesto un brevetto dopo la fase di test di successo.

Fonte: Il nuovo strumento utilizza il radar per misurare ciò che l’occhio non può vedere