Radar di auto su droni: l'ESA sperimenta la tecnologia terrestre per conquistare Marte

Radar di auto su droni: l'ESA sperimenta la tecnologia terrestre per conquistare Marte

Photo: © ESA / VTT

Sembrerà strano, ma il futuro dell'esplorazione spaziale potrebbe passare dai radar delle nostre auto. L'ESA, l'Agenzia Spaziale Europea, ha infatti condotto un esperimento rivoluzionario in Finlandia, utilizzando un drone equipaggiato con radar automobilistici per simulare l'atterraggio di un rover su Marte.

L'ESA ha collaborato con il Centro di Ricerca Tecnica VTT della Finlandia per valutare l'adeguatezza del radar automobilistico a 77 GHz 'frequency-modulated continuous-wave' (FMCW) per l'ingresso, la discesa e l'atterraggio su superfici planetarie e per scenari di rendezvous in orbita.

"Questi tipi di radar sono comuni nei veicoli automobilistici odierni; il primo che utilizzava le frequenze a onde millimetriche della banda E è stato introdotto da Mercedes Benz prima del cambio del secolo", spiega Vaclav Valenta, ingegnere ESA specializzato in microonde, che sovrintende al progetto.

"La maggior parte degli altimetri spaziali attuali e dei sistemi radar di misurazione operano in modalità pulsata - emettendo un impulso e misurando il tempo impiegato per ricevere l'impulso riflesso. Al contrario, i radar FMCW emettono un segnale continuo che viene rapidamente variato in frequenza - così i segnali riflessi possono essere continuamente confrontati con quelli trasmessi senza interruzioni e elaborati per costruire un quadro coerente di più bersagli. Questo porta diversi vantaggi rispetto ai sistemi radar pulsati."

Il principio non è nuovo, il radar FMCW a frequenze più basse ha acquisito esperienza spaziale molto tempo fa - già il radar di atterraggio e rendezvous dell'Apollo si basava sul principio FMCW, così come la sonda Huygens che è atterrata sulla superficie della luna di Saturno, Titano, nel 2005 impiegava il radar FMCW. Tuttavia, quei radar operavano a frequenze molto più basse rispetto al sistema FMCW dispiegato in questo progetto.

Vaclav aggiunge: "È un'implementazione molto semplice e diretta. Ecco perché è così interessante per noi - sappiamo che è una tecnologia all'avanguardia e possiamo allo stesso tempo beneficiare delle economie di scala perché milioni di questi chipset radar sono prodotti, con un alto livello di affidabilità."

La campagna di test a Torbacka, in Finlandia, ha valutato le prestazioni di un radar di atterraggio montato su drone utilizzando chipset radar automobilistici. Come anticipato, l'obiettivo era simulare la discesa pianificata del rover Rosalind Franklin dell'ESA nell'ambito della missione ExoMars.

"Siamo anche interessati all'uso del radar FMCW per il rendezvous orbitale, ma ci siamo concentrati sull'ingresso, discesa e atterraggio perché è particolarmente impegnativo a causa della potenza relativamente bassa di questi chip, a livello di pochi milliwatt", commenta Henrik Forstén del VTT.

"Pertanto, se si vuole acquisire il primo segnale a un'altitudine di 6 km - che era il requisito di ExoMars - abbiamo dovuto aumentare il guadagno del segnale, motivo per cui abbiamo aggiunto antenne a tromba al payload radar del drone. Per ragioni pratiche, i test con il drone sono stati effettuati fino a 500 m, anche se la funzionalità è stata verificata fino a 6 km complessivi."

Vaclav conclude: "Alla fine abbiamo dimostrato di poter raggiungere la portata, la velocità e i tassi di misurazione necessari per un radar estremamente economico, compatto e a basso consumo. Vorremmo eseguire attività di riduzione del rischio, ad esempio per confermare che i vari chipset possono resistere alle radiazioni spaziali, quindi il prossimo passo sarebbe davvero lanciare una missione dimostrativa nello spazio."

Il progetto è stato supportato tramite l'Element di Sviluppo Tecnologico dell'ESA, che investiga nuove tecnologie promettenti per lo spazio.

[Fonte: ESA ]