Spazio

Sono io l'uomo che guida Curiosity su Marte

Intervista all'italiano Paolo Bellotta, che dai laboratori della Nasa manovra il laboratorio che sta esplorando il Pianeta Rosso - L'esplorazione di Curiosity su Marte

Pochi sanno che c’è una mano italiana, ma sarebbe più giusto dire una mente, a guidare il cammino dell’ultimo rover inviato su Marte dalla Nasa. Paolo Bellutta è uno dei piloti, o "rover driver", di Curiosity , il laboratorio su sei ruote calato nel cratere di Gale lo scorso 6 agosto dopo un volo interplanetario di otto mesi e mezzo.

Cinquantacinque anni, ingegnere con una laurea in Fisica all’università di Trento, il nostro connazionale è stato assunto nel 1999 dal Jet Propulsion Laboratory (Jpl) di Pasadena, in California, e sul pianeta rosso ha già lavorato  occupandosi delle sonde di generazione precedente a Curiosity, Spirit e Opportunity , atterrate sul quarto pianeta del Sistema Solare nel gennaio del 2004. Prima di occuparsi delle sonde robotiche della Nasa lavorava negli Usa con industrie del campo medico: "Facevo elaborazioni di immagini medicali per laboratori chimici e di analisi di campioni di laboratorio". Un campo solo apparentemente diverso da quello attuale, come racconta più avanti.

Panorama ha parlato con Bellutta la mattina (americana) di domenica 16 dicembre, poco prima che andasse al Jpl per istruire Curiosity su come affrontare il suo 129 giorno di missione.

COME FUNZIONA CURIOSITY

Il rover a sei ruote, che sulla Terra pesa 900 kg e su Marte circa 300 per via della minor gravità, è lungo circa tre metri, trasporta 10 esperimenti (che sono altrettanti piccoli laboratori hi tech), ha un potente laser con cui vaporizza piccoli campioni di roccia e un lungo braccio robotico. Il mezzo non viene guidato con un joystick, ma si muove in larga parte autonomamente, grazie a un software che Bellutta definisce "molto potente". Basta insomma dargli un target ogni giorno.

La spiegazione di questo modo di procedere sta soprattutto nella distanza tra i due pianeti, che il prossimo aprile raggiungerà il suo apice massimo. "Il segnale tra Terra e Marte" spiega Bellutta, "impiega da un minimo di 5 a un massimo di 20 minuti per coprire la distanza tra noi e lui (attualmente il segnale radio ci mette 18 minuti e mezzo, tempo che aumenta di qualche secondo ogni giorno, ndr). Sarebbe impossibile dare a Curiosity un comando interattivo, inoltre avrebbe dei costi proibitivi. Quello che noi facciamo è analizzare la telemetria che il veicolo ci comunica" ossia quello che Curiosity "vede" intorno a sé. "Dopodiché determiniamo quali sono gli obiettivi scientifici della giornata, calcoliamo quanta energia abbiamo a disposizione, quanti dati possiamo conservare nella memoria del veicolo e quanti ne possiamo restituire. In base a tutto ciò decidiamo le attività giornaliere. Quindi prepariamo una lista di comandi che vengono mandati in un colpo solo al veicolo, che li riceve nella notte marziana e li esegue solo successivamente, di giorno. Molti sono comandi diretti, ad esempio dove puntare la telecamera, altri sono autonomi: gli diciamo ad esempio di spostarsi autonomamente in un certo posto evitando gli ostacoli. Lui valuta parametri come lo slittamento delle ruote: se questo è superiore a un certo valore un nostro precedente imput gli ordina di fermarsi in attesa di decidere quale altra strada seguire". La parte più cospicua della lista di comandi che gli vengono inviati serve proprio per evitare che si ficchi nei guai. "Noi non siamo lì e non riusciamo a bloccarlo se si mettesse nei pasticci. Non deve ficcarsi in situazioni irrisolvibili, così gli ordiniamo cose come fermati se trovi pendi troppo scoscesi o ostacoli troppo grossi”.

LA DURA VITA DI UN PILOTA MARZIANO

Curiosity è atterrata dopo un viaggio di 560 milioni di km nel cratere di Gale lo con una complicata manovra, anch’essa gestita autonomamente da un computer del vettore di atterraggio. I primi giorni di missione dopo lo sbarco sono stati piuttosto stressanti per Bellutta e i suoi 15 colleghi che lavorano alla navigazione del veicolo e al movimento del braccio robotico.  "Da un mese e mezzo siamo ritornati ai ritmi terrestri, ma fino all’inizio di novembre vivevamo quello che noi chiamiamo Mars Time. Marte compie una rivoluzione sul suo asse in 24 ore e 39 minuti, quindi il giorno inizia ogni volta 39 minuti più tardi rispetto a noi. E visto che noi preparavamo la lista dei comandi delle sonde durante la notte marziana, iniziando grossomodo alle otto di sera di Marte e finendo circa 16 ore dopo, nei primi tre mesi di missione siamo andati a lavorare 39 minuti più tardi ogni giorno. C’erano volte in cui si entrava in ufficio alle 10 di mattina e altre alle quattro. Questo porta un po’ di scompensi rispetto alla vita normale. Ora lavoriamo in due turni che si sovrappongono, iniziando alle otto di mattina e terminando al massimo alle dieci o a mezzanotte".

Una curiosità: Jpl non paga molto i suoi ingegneri super specializzati. "Sfrutta il fatto che noi facciamo un lavoro unico al mondo. Anzi, un lavoro unico anche fuori da questo mondo..." spiega ridendo Bellutta. "La proposta di lavoro è come se dicesse: Se vuoi fare questo lavoro questo è il salario che ti diamo, qui funziona così. Io non mi lamento perché riesco a mantenere la mia famiglia abbastanza bene, ma nell’industria privata ingegneri del nostro calibro verrebbero pagati meglio, diciamo un 20 o 30 per cento in più". La trafila per essere assunti, comunque, non ha niente a che vedere con modalità e tempi italiani. "Al Jpl ci sono arrivato per caso, trovando un annuncio su internet. Ho mandato il mio cv e un quarto d’ora dopo ho ricevuto una telefonata".

CURIOSITY, UN TIPO COMPLICATO

Rispetto alle sonde di generazione precedente, la mole del nuovo rover permette di superare ostacoli piuttosto voluminosi, come rocce di 50 centimetri di altezza. Tuttavia Curiosity è molto più complesso di Spirit e Opportunity, e l’interazione tra i vari strumenti di bordo è molto più difficile da valutare: "Stiamo ancora imparando a utilizzarlo. Dobbiamo stare molto più attenti a quando azioniamo uno strumento insieme a un altro e assicurarci che non interferiscano in maniera distruttiva. Un esempio: non possiamo utilizzare il laser in certe condizioni perché rischia di interferire con il braccio robotico. Inoltre non deve colpire troppo vicino al veicolo. Tutto è ogni giorno nuovo per noi, è l’aspetto più interessante di questo lavoro. Non tanto pilotare, ma il fatto che si presentano ogni volta i problemi più disparati".

A differenza di Spirit e Opportunity, che sfruttavano l’energia solare grazie a dei pannelli solari, Curiosity ricava la sua energia da un generatore a radioisotopi a bordo che contiene Plutonio e gli fornisce circa 2,5 Kw di energia elettrica al giorno. "Ma abbiamo a disposizione delle batterie perché l’energia che il generatore fornisce non è sufficiente da sola a muovere il veicolo. Accumuliamo energia nella notte e poi lo spostiamo per due o tre ore al giorno".

Curiosity quindi potrebbe essere usato anche di notte? "Volendo, sì. Ma visto che la temperatura notturna scende a -90° C (rispetto ai “soli” -20° C diurni) sarebbe necessario utilizzare i riscaldatori per molto tempo e questo ridurrebbe la quantità di energia a disposizione". Se Spirit e Opportunity potevano solo fare foto, Curiosity può anche raccogliere filmati a 15 fotogrammi al secondo. "Non lo facciamo spesso, solo per controllare l’esecuzione di particolari comandi. Per esempio la prima volta che abbiamo raccolto un campione di sabbia con il cucchiaio e lo abbiamo setacciato, abbiamo usato una delle telecamere video per vedere come si comportava il campione all’interno del cucchiaio. Generalmente però usiamo prendiamo immagini statiche alla fine di ogni movimento e da quello riusciamo a capire dove è meglio spostarci il giorno seguente".

GUIDARE UNA SONDA ANCHE CON L’IPHONE

La sala di controllo di Curiosity e di Opportunity, quest’ultimo ancora in missione dopo quasi 9 anni di missione (il "compleanno" è previsto il 25 gennaio, la sonda sta anche per superare quota 40 km percorsi su un pianeta extraterrestre, record attualmente detenuto dal Lunokhod 2 lanciato sulla Luna dall’agenzia spaziale russa nel 1970) è a Pasadena, al Jpl, la factory della Nasa che ha portato tutti i rover di ultima generazione su Marte. "Oltre a quella californiana, Jpl ha altre tre stazioni: una a Los Angeles, una vicino a Madrid, in Spagna, e una nei pressi di Camberra, in Australia. Sono le nostre tre antenne, disposte circa a 120° l’una dall’altra per poter comunicare con qualsiasi nostro veicolo extraterrestre in ogni momento" spiega Bellutta. In questa maniera il Jpl può mandare i comandi al rover quando Marte è in vista rispetto alla Terra. Il contatto infatti non viene mantenuto 24 ore su 24, ci sono finestre di comunicazione che si spostano nel tempo. Quelle per Marte in questo periodo generalmente sono a metà mattina e nel tardo pomeriggio californiano.

La sala di comando è piuttosto affollata, "ci sono una serie di scrivanie con molti computer e un sacco di gente indaffarata che cerca di analizzare i vari dati e preparare le cose per tempo". Dalle foto si evince che l’atmosfera è piuttosto informale, in molti (Bellutta è fra questi) in ufficio indossano un camice e i sandali. "Ne approfittiamo, visto che fa sempre caldo".

Per imparare a guidare Spirit e Opportunity nel 2004 Paolo ha impiegato poco meno di un anno. "Non tanto per quanto riguarda come funzionano i veicoli, ma per capire il software. Abbiamo dei simulatori che permettono di replicare tutti i comandi che mandiamo al veicolo, però bisogna considerare che non si sa mai cosa aspettarti da questo pianeta: è la cosa più difficile da imparare. E Curiosity è una macchina complicata, stiamo ancora imparando come utilizzarla, ci stiamo istruendo a vicenda". Uno degli aspetti più noiosi ma più importanti riguarda la scrittura di codici per alcune attività di routine. "Sono quelle che chiamiamo reusable sequences, sequenze di comandi che possiamo riutilizzare per fare attività usuali. All’inizio della missione era un po’ difficile da fare perché non sapevamo bene quali fossero queste attività che avremmo ripetuto spesso. Stiamo imparando in questi giorni".

Questo processo è lo stesso che ha portato alla creazione delle check list che i piloti degli aerei seguono prima di ogni decollo. Una procedura che viene migliorata di anno in anno e ha il fine di ridurre statisticamente al minimo la possibilità di errori, fatali e non. "C’è anche da dire che non solo Curiosity è diverso dai rover precedenti, ma anche il luogo dove siamo sbarcati è differente. Il cratere di Gale è diverso da Meridiani Planum, dov’è ora Opportunity. E Meridiani Planum è a sua volta è diverso da Home Plate, dov’è Spirit. Dobbiamo stare attenti che il terreno su cui si muove sia davvero come lo immaginiamo noi qui sulla Terra".

Curiosity ha sei ruote sul terreno, ognuna collegata a un motore. Non è molto veloce, può percorrere circa 90 metri all’ora, ma per sicurezza riduce questo dato a un terzo. Se una o più ruote slittano sulla sabbia, non è un problema, "volendo ci basta avere due ruote con una buona presa per muovere il veicolo".

Al Jpl esistono altri due veicoli gemelli di Curiosity: "Uno chiamato Vstd, ossia Vehicle system test bed. È una copia perfetta di Curiosity, è dotato di tutti i componenti e ha lo stesso peso. Poi ne abbiamo un altro alleggerito affinché qui sulla Terra abbia lo stesso peso di Curiosity su Marte. Lo usiamo per fare test di mobilità perché si comporta in maniera molto simile all’esemplare sul pianeta rosso. È molto semplice da impiegare: ha solo le sei ruote motrici e poche altre strumentazioni di bordo. In più è molto facile da comandare: basta avere uno smartphone come un iPhone per guidarlo. Per guidare questo veicolo abbiamo creato apposta una app".

I RICORDI PiU’ BELLI

Il momento più emozionante di Paolo Bellutta in questi 13 anni passati al Jpl è legato a Opportunity, il rover a energia solare atterrato su marte nel 2004 insieme al suo gemello Spirit che, a differenza del primo, ancora in attività, si è “spento” nel 2010. "In qualità di driver, mi hanno chiesto di esplorare il cratere Victoria tra il 2007 e il 2008. Io ho diretto le attività di esplorazione, prima la sua parziale circumnavigazione. Poi ho dovuto trovare il modo di entrare nel cratere ed esplorarlo dall’interno. Il mio compito è terminato quando siamo riusciti a portar fuori Opportunity da Victoria con successo nell’estate del 2008. È stato un momento di estrema responsabilità: il veicolo era sotto gli occhi del pubblico e della Nasa, esserne responsabile è stato molto interessante". Lungo i 38 e passa km di strada finora percorsa tra canyon e crateri marziani, Opportunity si è imbattuto in diversi massi rivelatisi antichi meteoriti, ad esempio il  meteorite Heat Shield Rock, trovato nel 2005 di fianco allo scudo termico della sonda che aveva portato Opportunity su Marte. Bellutta ne ricorda bene però un altro chiamato Block Island. "Alcuni geologi mi hanno spiegato che se un meteorite del genere è potuto arrivare sulla superficie in quelle condizioni è stato solo perché l’atmosfera di Marte al tempo dell’impatto era molto più densa".

È la prova che un tempo il pianeta era molto diverso. Infatti alla Nasa sono sicuri che un tempo ci fosse acqua. "Ci sono diverse prove che acqua in forma liquida fosse presente in passato. Per esempio nel momento in cui ci stiamo parlando Curiosity è in una zona dove c’era un torrente profondo almeno mezzo metro".

gianmaria.padovani@mondadori.it

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