ESA e NASA insieme per la futura Mars Sample Return Mission

Il lancio del rover avverrà da Cape Canaveral con un razzo USA non ancora specificato, mentre il lancio del Return Orbiter avverrà da Kourou con un Ariane 64. La notizia è vecchia ma non avevamo ancora parlato dei lanciatori:

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Arrivano alcune buone notizie…

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Nuovo articolo di Manuel De Luca pubblicato su AstronautiNEWS.it

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Il Sample Fetch Rover (SFR) a confronto con gli altri rover marziani.

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NASA ha assegnato a Northrop Grumman un contratto per lo sviluppo del MAPS (Mars Ascent Propulsion System), il sistema che fornirà la spinta necessaria a partire dal pianeta rosso. Il valore del contratto è di 60,2 milioni, con un massimo potenziale di 84,5. I lavori inizieranno subito, per un periodo di 14 mesi, al termine dei quali NASA potrà esercitare due estensioni a sua discezione.


Fonte: NASA - NASA awards Northrop Grumman to develop MAPS.

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Airbus ha passato la PDR per quanto riguarda l’Earth Return Orbiter.

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Mars Ascent Vehicle, accenderà i motori dopo esser stato “catapultato” in aria.

Mentre Perseverance ha già iniziato a sigillare campioni di roccia nelle provette, si stanno portando avanti i primi test del programma Mars Sample Return, che avrà il compito di riportarli a terra.

Innanzitutto si è testata la base e la struttura del lander, che dovrà essere particolarmente robusta, e peserà 2400kg, ovvero circa il doppio del rover Perseverance, e dovrà svolgere il compito di fare da piattaforma per il lancio del primo razzo da un altro pianeta: il Mars Ascent Vehicle.

Il lander atterrerà su Marte in modo simile alle recenti missioni di come InSight e Phoenix. Al momento si stanno quindi testando vari tipi di impatto, simulando il suolo marziano e verificando la tenuta delle zampe e di tutto il sistema, anche in condizioni non ottimali per l’atterraggio. Per ora si sta lavorando in scala 1/3.

Per quanto riguarda il lancio del razzo (che sarà a due stadi alto circa 2.8 metri) per evitare che al decollo “scivoli”, per via della bassa gravità è stato concepito un sistema per lanciare il razzo in aria appena prima che si accenda, ad una velocità di 5 m/s.

Durante i test, una culla dotata di pistoni alimentati a gas ha lanciato un finto razzo da 400 kg a 3,3 metri in aria, con i cavi sospesi da una torre alta 13 metri (44 piedi), che scaricavano più della metà del peso per simulare la gravità marziana.

Utilizzando questo sistema (denominato VECTOR - Vertically Ejected Controlled Tip-off Release), si dovrebbe avere maggior sicurezza anche nel caso in cui il lander sia atterrato un po’ inclinato, lungo un pendio.

Chatellier e il suo team hanno condotto 23 test quest’anno, modificando la massa e il centro di gravità del razzo lungo il percorso. L’anno prossimo lanceranno un razzo più pesante ancora più in alto.

“Siamo sulla strada giusta”, ha detto Chatellier. “La nostra analisi e i modelli previsti erano molto vicini a ciò che abbiamo visto nei test”.

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A quanto ho capito è cambiato leggermente il piano della missione, raddoppia il numero di Lander, uno separato per il rover e per il MAV.

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Fondamentalmente si è deciso di non fare evolvere ulteriormente la tecnologia EDL (Entry, Descent and Landing).
Si continuerà ad usare la tecnica utilizzata per Perseverance.
Quindi 2 lanci nella stessa finestra: uno per il robot raccoglitore e l’altro per il MAV, il primo veicolo che partirà da Marte per portare i campioni in orbita (marziana)
Ovviamente se nel frattempo il progetto Starship (o dovremmo chiamarlo MarsShip?) avrà successo, tutto questo diventerà irrimediabilmente obsoleto.
Forse questa considerazione ha avuto un peso nella scelta: inutile investire per fare evolvere una tecnologia che corre il rischio di diventare obsoleta nel giro di 10 anni (un battito di ciglia in questo campo)
Poi, se MarsShip dovesse fallire, se ne può riparlare…

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ma quindi, visto che nel 2029 Perseverance avrà “solo” 8 anni (mentre Curiosity ne ha attualmente 10 di operatività) non è fattibile pensare ad una consegna “a mano” di Perseverance con un lander piuttosto che mandare un rover stile MER a razzolare il campo in cerca dei tubetti che magari nel frattempo verranno coperti dalla polvere?

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Credo che la posizione precisa di tutti i campioni sia stata marcata e memorizzata, quindi anche se non immediatamente visibili credo che il futuro sistema di recupero sarà quanto meno in grado di arrivare nelle immediatissime vicinanze di ciascun contenitore.

Consegne “a mano” sarebbero possibili solo con sistemi appositamente progettati, cosa che semplicemente non è stata fatta in favore di un sistema più semplice.

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Credo che i piani di NASA per studiare ulteriori balzi tecnologici non si basino in alcun modo sulla disponibilità o meno di un lanciatore specifico di un costruttore privato specifico.

È più logico pensare che lo sviluppo ogni tecnologia EDL sia innanziutto guidata da masse e caratteristiche di cosa si vuol portare su Marte.
Per certe masse il sistema ad airbag è stato vincente. Per le caratteristiche dei rover più recenti si sarebbe rivelata insufficiente o inadatta, e da qui lo sviluppo di un sistema pazzesco come lo skycrane.
Se le masse continueranno ad aumentare (senza contare eventuali altri requisiti che oggi non conosciamo) al punto che lo skycrane risultasse inadatto, ecco che ci sarebbe la necessità di evolvere ulteriormente, in favore di qualcosa oggi difficile da prevedere.

Ma che Starship o SpaceX diventino il discrimine di scelte tecnologiche o scientifiche per i programmi di esplorazione planetaria di NASA mi sento di escluderlo davvero, anche solo perché sarebbe un single point of failure. È quasi un riflesso pavloviano quello di vedere SpaceX come elemento indispensabile in tutto quello che riguarda lo spazio… :thinking:

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certamente ci saranno le posizioni, e magari Percy non è stato progettato per andare in giro con i 43 tubi pieni… però se consegnasse “a mano”, la struttura si semplificherebbe perchè mollerebbe il set di tubi ai piedi del lander (che ovviamente andrebbe progettato con un bel braccio robotico, ma tanto lo stanno ancora progettando…)

Ma no…
Vedo che SpaceX è un argomento sempre “sensibile” :blush:

Si trattava di progettare uno skycrane in grado di far atterrare “contemporaneamente” (cioè con un solo lancio) rover e MAV.
Un trade off tra costi e rischi. E anche di “distribuzione” dei rischi: il lancio singolo riduce fortemente i costi al prezzo di un aumento del rischio di fallimento “totale” (perdita di Rover e Mav), mentre il lancio “doppio” aumenta il costo e il rischio di fallimento “parziale” (perdita di uno dei due), ma riduce il rischio di fallimento totale.

Ovviamente, oltre a ciò, un tale skycrane non esiste e va studiato (con i relativi costi e rischi)

Dicevo semplicemente che la significativa possibilità che nel frattempo sia disponibile una tecnologia con una capacità di carico enormemente superiore a qualsiasi skycrane può aver fatto pendere definitivamente la bilancia verso il doppio lancio…

Tra l’altro la NASA ha già lanciato degli studi sul modo di utilizzare il MarsShip qualora diventasse disponibile (argomento trattato da qualche parte nel forum) …

No, non è un argomento “sensibile”. Va benissimo immaginarsi ogni tipo di futuro sviluppo che tragga vantaggio dalle enormi (letteralmente) possibilità offerte da un lanciatore pesante della classe di Starship.

Il mio intento era solo sottolineare esattamente quello che ho scritto: in un modo o nell’altro ci sono sempre tante aspettative attorno a Starship, e dal mio punto di vista non possiamo dimenticare che parliamo di un mezzo di trasporto che ad oggi non ha nemmeno mai volato.

In questo senso, per le missioni future ma che si inizano a progettare/ideare oggi, non è possibile far conto sulla possibilità di sfruttare un lanciatore pesante come Starship. Una volta che Starship avrà dimostrato le sue capacità in volo, allora le agenzie spaziali potranno pensare di costruire missioni legate a quello specifico lanciatore. Probabilmente per missioni che vedranno la luce alla fine del decennio, secondo me, come orizzonte temporale.

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Tecnicamente parlando, il progetto lato NASA è in fase A, quindi ancora nemmeno ben definito; la KDP-B (key decision point) che porterà alla fase B è fissata per giugno.
Per avere un’idea di che sto parlando, basta leggere qui come la NASA gestisce il ciclo di un progetto (anche se tecnicamente non è un ciclo)
https://www.nasa.gov/seh/3-project-life-cycle
L’immagine seguente (tratta dal sito sopra) riassume abbastanza i concetti necessari.

Ora, essendo in fase A, c’era sostanzialmente una baseline (linea guida?) principale e si analizzavano anche varie alternative. Non era stato selezionato un razzo, ne un costruttore per il lander. Durante una fase di analisi del rischio, si è visto che era praticamente impossibile rispettare le date presupposte con un lander da più di due tonnellate e si è deciso di mitigare il rischio (non so è il termine corretto in italiano, è una delle 4 procedure per affrontare un rischio) diminuendo la portata del lander e allungando la data di sbarco di due anni.

Non so dirti perché il fornitore del MAV sia stato selezionato prima di giugno 2022 (di fatto mi pare Lockheed Martin sia stato scelto il mese scorso).
Da giugno il design dovrebbe essere abbastanza stabile, anche se ci sarà spazio per qualche ritocco finale. Raggiunta la KDP-D, il design non cambierà più a meno di imprevisti (che comunque sono già sommariamente elencati in fase di risk assessment e non sono veramente imprevisti).

Scegliere SpaceX sarebbe stata un’altra possibilità, ci sono altri rischi da analizzare, a occhio però mi viene da dire presuntuosamente che il rischio di non rispettare la data sarebbe stato più alto. È solo un’opinione personale, non ho una fonte per questo, è un sentimento che ho basato sui miei personali 8 anni di esperienza a fare risk assessment in un settore però completamente diverso.

L’ESA opera in maniera diversa, ha i suoi processi, non so se è pubblicato da qualche parte un loro modello simile a quello postato sopra per la NASA. Non so a che fase siamo dal lato ESA, ma già è stato selezionato un fornitore per il rover.

Per il resto, come già specificato da altri utenti, Curiosity, Perseverance e Ingenuity non sono in grado di depositare i campioni nel MAV.

Stranamente (o meno), il ritardo di Rosalind Franklin è un fattore di rischio per MSR.

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Allego una risposta precedente …

Mai detta una cosa simile …

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Visto che siamo andati decisamente OT, se questa cosa la fa la NASA la può fare anche il forum con un topic dedicato a “MarsShip” e ai suoi potenziali utilizzi, al di là dei faraonici progetti di Musk …

Esattamente, le provette sigillate sono e saranno lasciate in posti precisi, individuabili anche dagli orbiter (quantomeno alcune strutture tipiche nella zona) in modo poi da essere raggiunte e raccolte dal robot/braccio della MSR.

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la gif disponibile sul sito nasa fa riferimento ad un unico punto di raccolta/deposito, a questo punto non vedo proprio la necessità di avere un rover sulla missione di recupero… “basterebbe” atterrare vicino a Perseverance che nel frattempo sarebbe più libero di andare dove meglio crede nei prossimi 8 anni invece di fare la spola verso un punto preciso…

Nel PDF che allego per completezza, si trova questa slide sul campionamento ipotizzato

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