A causa della sua scarsa atmosfera, l’ambiente marziano è estremamente difficile da volare. L’ossigeno è presente in quantità trascurabili nell’atmosfera, che è composta per il 95% da anidride carbonica. Sul pianeta sono presenti solo 610 pascal, ovvero lo 0,006% della pressione atmosferica media della Terra. Di conseguenza, i rotori degli aerei e le ali di sollevamento sono molto meno efficienti. Un piccolo elicottero, Ingenuity, è riuscito a superare queste sfide e a stabilire numerosi record mondiali.
Ingenuity della NASA ha effettuato il primo volo controllato su Marte nell’aprile del 2021. Ciò è stato ottenuto salendo a 3 metri, rimanendo sospeso per 30 secondi, quindi atterrando. Ci sono voluti 39,1 secondi per completare tutto. L’elicottero ha registrato più record con il suo 25° volo un anno dopo, l’8 aprile 2022. Questo contiene il viaggio più recente e più lontano attraverso il cratere Jezero su Marte, che ha coperto una distanza di 704 metri. Inoltre, ha stabilito nuovi record per la durata del volo (161,3 secondi) e la velocità al suolo (5,5 metri al secondo). Il 3 dicembre 2022 è salito al punto più alto durante un solo viaggio. Durante questo periodo, è salito a un’altezza di 14 metri sopra la superficie di Marte, il suo punto più alto.
Ingenuity è progettato per utilizzare due rotori in fibra di carbonio che ruotano a circa 2.400 giri al minuto per fornire portanza, a differenza degli elicotteri che si trovano sulla Terra. Un elicottero convenzionale impiegherebbe cinque volte più tempo di questo. Su Marte, tuttavia, questo crea solo una spinta sufficiente per sollevare un aereo delle dimensioni di un sacco di farina.
La massa di Ingenuity è di 1,8 kg, tuttavia, nella gravità marziana, pesa solo 680 g. Ingenuity è costruito per volare in modo indipendente utilizzando un computer di bordo a causa della latenza di comunicazione di 5-20 minuti tra la Terra e Marte. Tutti i piani di volo vengono eseguiti dal computer di bordo. Prima di ogni volo, il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha inviato un elenco di waypoint e punti di riferimento. Hanno lo scopo di delineare il percorso che Ingenuity deve intraprendere. Ingenuity è dotato di diversi strumenti. Tra questi ci sono una telecamera di navigazione, un telemetro laser e un’unità di misura inerziale. Questi vengono immessi nel computer di bordo, consentendogli di reagire alle condizioni di volo in tempo reale senza la necessità di input umani pre-programmati.
I rotori di Ingenuity sono suscettibili di fermarsi o perdere il controllo a causa dell’aria rarefatta di Marte. Per mantenere la stabilità dell’elicottero, il computer deve continuamente effettuare piccoli input di controllo. Gli aggiornamenti del software e le soluzioni alternative erano necessari perché Ingenuity era stato inizialmente creato per eseguire voli brevi e diretti su terreno pianeggiante. Hanno lo scopo di proteggerlo perché, durante il suo viaggio, si è imbattuto in un terreno più difficile.
La fattibilità del volo a motore su Marte era inizialmente una questione che perseguitava il progetto Mars Helicopter. Tuttavia, Ingenuity ha superato ogni test, dimostrando che è assolutamente possibile volare attraverso la sottile atmosfera di Marte. Lo sviluppo di futuri aerei diretti a Marte beneficerà delle lezioni apprese da Ingenuity, anche se non include strumenti scientifici e non può rivelare molto su Marte stesso. I suoi discendenti alla fine potranno esplorare aree attualmente inaccessibili e battere record ancora più sbalorditivi.