L’incredibile video di Perseverance, spiegato

Nel pomeriggio di lunedì 22 febbraio (in Italia era sera), la NASA ha diffuso un video ad alta definizione dell’arrivo del suo rover Perseverance su Marte, avvenuto lo scorso 18 febbraio. Le immagini mostrano per la prima volta in modo così nitido e accurato le fasi più salienti dei “sette minuti di terrore”, il tempo necessario per effettuare l’ingresso nell’atmosfera marziana, la discesa e l’atterraggio in modalità completamente automatica, perché la grande distanza dalla Terra (in media 254 milioni di chilometri) rende impossibile un controllo diretto del rover. La NASA ha inoltre diffuso nuove fotografie e alcuni secondi di registrazione audio dell’ambiente in cui si trova ora Perseverance.

Riprese su Marte
Atterrare su Marte non è per nulla semplice, e anche per questo finora la NASA si era comprensibilmente concentrata sul centrare l’obiettivo, dedicando meno attenzioni a realizzare immagini di un’impresa così complicata. Nei lunghi anni di preparazione della missione Perseverance – complice il miglioramento dei sistemi per riprendere immagini, comprimerle e inviarle verso la Terra – i responsabili della NASA avevano pensato che fosse giunto il momento di sviluppare soluzioni per vedere un atterraggio, oltre ad avere le classiche informazioni sul suo andamento derivanti dai dati raccolti dai sensori del rover. Lo hanno fatto utilizzando videocamere già disponibili sul mercato, e adattandole alle loro esigenze.

Come ha spiegato Dave Gruel, responsabile delle attività di ripresa dell’atterraggio di Perseverance, in questi anni di sviluppo il suo gruppo di lavoro ha seguito un “mantra”: «Prendiamo e portiamo a casa quello che riusciamo, e non ce la prendiamo» se qualcosa dovesse andare storto. La priorità era del resto disporre di un sistema che non interferisse in alcun modo con le ben più importanti attività per gestire l’atterraggio del rover; qualsiasi altra cosa sarebbe stata un di più bene accetto, ma non indispensabile. Il risultato ottenuto da Gruel e dai suoi collaboratori è stato ben al di sopra delle aspettative, per non dire strabiliante.

Perseverance ha ripreso il proprio atterraggio su Marte grazie a quattro videocamere: una posizionata sull’involucro esterno e puntata verso il paracadute, una verso il basso e collocata sull’argano di discesa e infine una videocamera sulla parte superiore del rover e una nella sua parte inferiore. Nonostante qualche inconveniente nelle riprese dovuto alle forti sollecitazioni durante l’atterraggio sul pianeta, le videocamere hanno permesso di ottenere video con una definizione senza precedenti del suolo marziano, mentre veniva sorvolato da Perseverance alla ricerca del punto giusto in cui atterrare.

I responsabili della NASA non hanno visto il video in diretta, così come non hanno potuto assistere in tempo reale all’atterraggio di Perseverance. Il pianeta è così lontano da noi che solo dopo 12 minuti si è avuta la conferma che tutto fosse andato secondo i piani.

Perseverance aveva inviato un segnale quando aveva iniziato la discesa sul pianeta, ma per quando era stato ricevuto il rover aveva già terminato i suoi “sette minuti di terrore” ed era da cinque minuti sulla superficie. Seguendo in differita di 12 minuti la sequenza di atterraggio, la NASA aveva comunque ricevuto dati a sufficienza per confermare che fosse andato tutto bene.

Nei giorni seguenti il rover ha inviato circa 30 GB di immagini, rendendo infine possibile la visione di ciò che era avvenuto il 18 febbraio. In questo montaggio, gli annunci dal centro di controllo basati sui dati in differita sono stati sincronizzati con le immagini ricevute in seguito da Marte.

Cosa si vede nel video
Perseverance era partito dalla Terra nel luglio del 2020 e aveva poi compiuto un viaggio interplanetario di oltre 470 milioni di chilometri, arrivando nei pressi di Marte il 18 febbraio scorso. Nei suoi sette mesi di viaggio, il rover era rimasto protetto all’interno di un involucro, un grande guscio a campana, chiuso nella parte inferiore da uno scudo termico, per disperdere il calore durante il turbolento ingresso nell’atmosfera marziana.

Nella prima parte del video, si vede aprirsi il paracadute collegato all’involucro per rallentare la corsa di Perseverance, a un’altitudine tra gli 11 e i 12mila metri. Il paracadute si è aperto molto velocemente perché le condizioni atmosferiche marziane sono diverse dalle nostre, e ha permesso di ridurre sensibilmente la velocità. Le forme geometriche rosse e bianche sul telo servono per comprendere il suo orientamento, in modo da poterne analizzare meglio il comportamento, in base alle riprese da diverse angolazioni.

Il video mostra poi lo scudo termico che si stacca dalla parte inferiore dell’involucro e inizia la sua rapida discesa incontrollata verso il suolo di Marte. La ripresa in questo caso è effettuata dalla videocamera collocata sulla parte inferiore di Perseverance, che in quei momenti era esposto per la prima volta all’ambiente marziano. La discesa stava procedendo a quasi 900 chilometri orari (rispetto a Marte) e l’altitudine era di 9.500 metri.

Segue una lunga sequenza di riprese del suolo marziano che si avvicina sempre di più, rendendo evidenti le caratteristiche intorno a Jezero, il grande cratere largo quasi 50 chilometri scelto come punto di arrivo per Perseverance. I ricercatori ritengono che un tempo nella zona ci fosse un fiume che sfociava in un lago: il corso d’acqua avrebbe portato con sé sedimenti e minerali che nel lago avrebbero costituito la giusta ricetta per alimentare microbi, e forse altre forme di vita.

Uno dei compiti di Perseverance sarà proprio quello di raccogliere campioni di suolo alla ricerca di eventuali tracce di esseri viventi, che potrebbero avere popolato Marte miliardi di anni fa, quando il pianeta non era inospitale e brullo come oggi.

A meno di un minuto dal raggiungimento del suolo, tutto si è svolto velocemente, come mostra il video diffuso dalla NASA. Nella successiva ripresa composta sono visibili: in alto l’argano dotato di retrorazzi che ha tenuto sospeso Perseverance come una marionetta per fargli toccare il suolo il più delicatamente possibile (la ripresa è dalla videocamera sulla parte superiore del rover); in basso Perseverance visto dalla videocamera montata sull’argano; a destra le immagini del suolo marziano che si avvicina, ripreso dalla videocamera sulla parte inferiore del rover e con qualche disturbo dovuto all’attività dei retrorazzi dell’argano.

Il video si conclude con l’atterraggio secondo i piani di Perseverance su Marte, mentre l’argano si separa velocemente dal rover dopo averlo trasportato a destinazione per le ultime centinaia di metri di discesa. L’argano ha poi preso la direzione opposta a quella di arrivo di Perseverance, andandosi a schiantare a debita distanza dal suo prezioso carico per evitare di fare danni.

La separazione è stata ripresa dalla videocamera sulla parte superiore del rover, non è invece visibile una ripresa degli ultimi istanti dell’argano perché le immagini riprese dalla sua videocamera venivano trasmesse immediatamente a Perseverance, ma una volta distanti i due dispositivi non hanno più potuto comunicare.

Panorama
Il 18 febbraio stesso, oltre ad avere le conferme dai sensori su Perseverance, la NASA aveva comunque ricevuto una prima serie di immagini dal luogo dell’atterraggio, seppure ancora poco definite e non molto a fuoco, a causa della presenza delle protezioni sugli obiettivi del rover per evitare che si impolverassero durante la discesa. Nei giorni seguenti, Perseverance ha trasmesso verso la Terra migliaia di immagini scattate dalle fotocamere che servono ai ricercatori per decidere che percorso far seguire al loro robot durante le sue esplorazioni, e per vedere il panorama circostante.

Mettendo insieme alcune di queste immagini, i responsabili della missione hanno realizzato una fotografia panoramica ad alta definizione che mostra tutto ciò che ha intorno Perseverance nella zona di Jezero. Ai due lati del panorama sono visibili la parte posteriore e quella frontale del rover, con qualche deformazione dovuta alle lenti e alla necessità di incollare insieme immagini da angolature diverse tra loro.

Se si osservano porzioni dell’immagine da vicino, diventano evidenti alcuni dettagli del rover. La targhetta con i punti colorati (in alto al centro) serve per calibrare il colore delle immagini scattate dalle fotocamere, mentre l’oggetto nero poco sotto la targhetta a destra è la videocamera che ha ripreso l’argano durante il video della discesa.

L’oggetto che sembra un bersaglio con un’antenna al centro è invece uno strumento per calibrare la “Mastcam-Z”, un nuovo tipo di fotocamera che come suggerisce il nome consentirà di scattare fotografie utilizzando uno zoom. L’antenna ha anche la funzione di gnomone per trasformare lo strumento in una piccola meridiana, mentre i cerchi colorati servono per calibrare la colorazione delle immagini.

Tra un cerchio e l’altro ci sono simboli che rappresentano informazioni sulle origini della vita sulla Terra: una doppia elica di DNA, batteri, una felce e un dinosauro. C’è anche un disegno molto semplice di una donna e un uomo (che riprende quello presente sulla sonda Pioneer), di un’astronave e del sistema solare. La scritta “Due mondi, un inizio” fa invece riferimento al fatto che la Terra e Marte si formarono dalla stessa nube di polveri che portò alla formazione del nostro sistema solare.

La NASA ha anche realizzato una versione navigabile del nuovo panorama marziano, che può essere visualizzata tramite YouTube come video a 360 gradi.

Bonus
Mars Reconnaissance Orbiter, la sonda in orbita intorno a Marte dal 2006, ha permesso di fotografare a distanza il punto in cui è arrivato Perseverance e quelli in cui si sono schiantati il paracadute con l’involucro esterno, l’argano di discesa e lo scudo termico.

In un dettaglio, ottenuto intervenendo sull’immagine originale, è ben visibile il paracadute steso sul suolo marziano.

Suono
Nella parte inferiore di Perseverance c’è anche un microfono: non è riuscito a registrare il turbolento arrivo su Marte,  in compenso il 20 febbraio ha registrato alcuni secondi di rumori ambientali. I tecnici della NASA hanno escluso il rumore di fondo che produce Perseverance, un lieve ronzio, rendendo udibile il vento che soffia nell’area pianeggiante dove si trova il rover.

È la prima volta che viene registrata direttamente e con questa fedeltà una folata di vento su Marte, un rumore così familiare eppure di un mondo così lontano. Tra i milioni di persone che lo hanno già sentito, potrebbe esserci la prima che lo ascolterà dal vero, in un futuro forse non troppo remoto.