Si
è conclusa l'indagine avviata dall'Agenzia Spaziale Europea per investigare
sulle cause che hanno portato lo scorso 19 ottobre 2016 allo schianto del lander Schiaparelli
della missione ExoMars durante l'ammartaggio.
La
maggior parte della discesa fu svolta come previsto. La telemetria di Schiaparelli fu inviata correttamente all’orbiter TGO - Trace Gas Orbiter e durante la discesa effettuava un
monitoraggio del segnale portante di Schiaparelli,
così come il telescopio Giant Metrewave
Radio Telescope in India.
Nei
giorni e settimane successivi all'incidente, la sonda NASA MRO - Mars Reconnaissance
Orbiter, individuò l'area dell'impatto ed inviò a Terra le foto. Queste
immagini avevano suggerito che la separazione tra lander e paracadute e scudo termico fosse avvenuta come da
programma, sebbene l'impatto al suolo di Schiaparelli
sia stato a forte velocità.
Tutto
materiale prezioso per la commissione di indagine guidata dell'ESA Inspector General, che ora ha
concluso la sua attività, identificando circostanze e cause dell'incidente e
producendo raccomandazioni da adottare per il futuro, raccomandazioni preziose
per la 2ª missione del programma ExoMars.
Ecco
le conclusioni dell'indagine.
Circa
3 minuti dopo l'ingresso in atmosfera il paracadute è stato dispiegato, ma il
modulo ha avuto forti velocità di rotazione (oscillazioni) inattese. Ciò ha
comportato una breve "saturazione" dell'Unità di misurazione
inerziale (IMU - Inertial Measurement Unit), la quale misura la velocità di
rotazione del lander. Per saturazione
si intende che le misurazioni rilevate dallo strumento superano l'intervallo di
valori attesi. Tale saturazione ha causato a sua volta un grande errore
nella stima dell'assetto di volo, da parte del software del sistema di guida,
navigazione e controllo (GNC - Guidance Navigation and Control System) del lander. L'incorretta stima dell'asseto,
combinata poi con le successive misurazioni radar hanno portato il computer a
"ritenere" che Schiaparelli
si trovasse al di sotto del livello del suolo.
E
questo ha causato il prematuro distacco del paracadute e del back-shell, una breve accensione di soli
3 secondi dei propulsori (invece di 30 secondi) e l'attivazione del sistema
"al suolo", come se Schiaparelli fosse davvero posato
sulla superficie di Marte e fosse arrivata l'ora di attivare la strumentazione
prevista per le analisi di superficie. Da qui, ecco che la strumentazione
scientifica di superficie ha inviato un primo pacchetto di dati diagnostici,
poco prima che il segnale si interrompesse per sempre.
La
realtà era però profondamente diversa. Schiaparelli
era in caduta libera da un'altitudine di circa 3,7 km, ed è arrivato al suolo
in volo libero con una velocità stimata di 540 km/h.
Il
rapporto della commissione di indagine ha fatto tuttavia notare che il lander
(ricordiamo che era un dimostratore) è arrivato molto vicino ad atterrare con
successo, ha quindi svolto con successo una parte molto importante degli
obiettivi originali della sua missione (ingresso in atmosfera, discesa,
precisione nel puntare al sito di atterraggio, invio in tempo reale dei dati
alla sonda orbitale). Ciononostante sono state individuate mancanze sia nella
robustezza del software di bordo (pochi controlli di correttezza sui dati per
identificare particolari eventi poco indagati con conseguente mancanza di
azioni correttive) sia organizzative e di management nei confronti dei
fornitori e dei vari componenti, nonché la carenza di alcuni test di
integrazione.
La
commissione di indagine ha rilevato che il modello realizzato sulla dinamica di
apertura del paracadute, su cui si è basata la progettazione del software di
bordo, non forniva un comportamento aderente alla realtà dimostratasi più
complessa. Ciò è stato confermato anche dall'esperienza maturata dal JPL-NASA per l'ammartaggio del rover Curiosity il 6 agosto 2012, della
missione Mars Science Laboratory.
E'
stata rilevata poi una mancanza di completezza nelle simulazioni statistiche
compiute su Schiaparelli, dove alcuni
scenari più critici non sono stati affrontati. Così come non è stato tenuto
conto in fase di test di accettazione che la durata della saturazione dell'IMU -
Inertial Measurement Unit, potesse superare il limite di 15 m/sec. Inoltre Schiaparelli è stato realizzato come un sistema non-fault-tolerant (non tollerante agli errori), come da
progettazione. Alcune misurazioni ridondanti erano presenti ma non sono state
per realizzare un software più robusto agli errori.
David Parker (ESA Director of Human
Spaceflight and Robotic Exploration): "C'erano
chiaramente un numero di aree a cui avrebbe dovuto essere data maggiore
attenzione nella preparazione, validazione e verifica del sistema di ingresso,
discesa ed atterraggio. Porteremo le lezioni apprese con noi mentre continuiamo
a prepararsi per la missione del rover e piattaforma al suolo di ExoMars 2020".
Notizie tratte da: NEWS SPAZIO 26.05.2017 - Fonte dati ESA
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