La tecnologia italiana per simulare movimento e ricerca di tracce di vita su Marte

È mai esistita la vita su Marte? Una questione audace, a cui la missione dell’Esa, ExoMars cerca di fornire una risposta. Dieci anni fa, l’agenzia spaziale europea ha lanciato la sonda TGO con l’intento di svolgere un’estesa fase di indagini sulla presenza di metano e altri gas nell’atmosfera marziana. La seconda fase di ExoMars, che inizierà nel 2028, porterà sulla superficie del Pianeta rosso un innovativo rover, il Rosalind Franklin, che, se sarà in grado di muoversi autonomamente e di sondare il suolo per analizzarlo, sarà anche grazie alle competenze e tecnologie italiane. Prima di essere inviato nello spazio profondo, a Terra verranno effettuate una serie di esperimenti di realtà virtuale e aumentata che permetteranno agli scienziati e agli operatori del Rover Operations Control Center dell’Esa di realizzare simulazioni, test e quindi perfezionare le operazioni del rover, il cui atterraggio su Marte è previsto nel 2030. La missione europea è stata infatti concepita per dimostrare la capacità autonoma dei paesi europei di effettuare un atterraggio controllato sulla superficie di Marte, operare sul suolo del pianeta con un rover equipaggiato e, inoltre, accedere al sottosuolo per raccogliere campioni da analizzare in situ.

In particolare, la missione ha il compito di esaminare le tracce di vita passata e presente su Marte e la caratterizzazione geochimica del pianeta, al fine di migliorare la comprensione dell’ambiente marziano e dei suoi aspetti geofisici per identificare i potenziali rischi di future missioni umane. La simulazione virtuale sul rover è stata resa possibile grazie all’opera dell‘azienda italiana Exprivia che ha sviluppato la piattaforma che ricrea un ambiente immersivo e le condizioni operative che il rover troverà sulla superficie marziana.

Gli operatori dell’Esa si prepareranno in modalità virtuale prima dell’arrivo effettivo attraverso simulazioni avanzate rese possibili dalla riproduzione virtuale di Marte, che “nasce dai dati reali raccolti dalle sonde in orbita: immagini, modelli altimetrici e informazioni geologiche che descrivono la superficie del pianeta con grande accuratezza. A questi si aggiungono le osservazioni e i campioni raccolti dalle missioni rover precedenti, che nel tempo hanno contribuito a perfezionare la comprensione del suolo marziano”, spiega Roberto Medri responsabile commerciale della unità Aerospace&Defence di Exprivia, aggiungendo: “Questo patrimonio informativo viene integrato e trasformato in un ambiente fotorealistico tridimensionale navigabile, scientificamente coerente. L’IA e la computer grafica 3D permettono di ricostruire non solo la conformazione del terreno, ma anche le condizioni di illuminazione e l’aspetto dell’atmosfera marziana, elementi fondamentali per una simulazione realistica e utile alle decisioni operative. L’integrazione tra intelligenza artificiale e visualizzazione tridimensionale consente di aumentare ulteriormente il livello di dettaglio, raggiungendo in alcune aree una precisione di pochi centimetri.”.

Ormai la realtà virtuale e aumentata sono componenti essenziali per simulare l’esplorazione dello spazio, strumenti a cui l’Esa fa riferimento da anni per addestrare gli astronauti e gli operatori di missione. Prima di scendere in campo, le simulazioni immersive consentono di osservare, misurare e analizzare in modo più completo l’interazione uomo-macchina. Sottolinea Roberto Medri: “È come una scuola di guida, con la differenza che su Marte non si può improvvisare. Ogni comando inviato dalla Terra richiede minuti per raggiungere il rover e non può essere corretto in tempo reale, rendendo ogni decisione potenzialmente irreversibile. L’analisi avviene dal punto di vista della complessa sensoristica del rover, cioè attraverso le stesse informazioni e gli stessi limiti con cui il veicolo opererà una volta sul pianeta. La piattaforma consente simulazione delle operazioni che il rover dovrà effettuare sul terreno. Questo assiste il team nel prendere decisioni più sicure e condivise e nel ridurre il rischio complessivo della missione.”

L’ambiente virtuale – ricreato graficamente dall’azienda polacca Bones, partner del progetto – sarà modulare e aggiornabile, progettato per integrare nel tempo nuovi dati, strumenti scientifici e profili di missione. Se la simulazione dettagliata e realistica ha come obiettivo anche quello di “evitare errori di navigazione, affrontare pendii instabili o avvicinarsi a zone troppo rischiose per la sicurezza del rover”, è importante considerare che un altro tassello significativo di ExoMars è la ricerca di eventuali forme di vita.

E la simulazione serve anche a questo, per “scegliere con precisione i punti in cui il rover perforerà il suolo, analizzandolo alla ricerca di eventuali tracce di vita passata. Si tratta di un’operazione delicata, che consuma tempo ed energia e non ammette errori: ogni perforazione rappresenta una scelta rischiosa per la sopravvivenza operativa del rover, con un obiettivo scientifico specifico, e non è facilmente reversibile.”

Un’impostazione quella pensata per la piattaforma e sviluppata da Exprivia che la rende pronta anche a ulteriori fasi, come le simulazioni relative ad altre missioni e corpi celesti, compresa quella sul nostro satellite naturale, la Luna, rafforzando ulteriormente il contributo italiano alle attività di esplorazione spaziale europea.