Presentazione opera

ultimo aggiornamento 7 settembre 2009

• Caratteristiche
• Sensori del robot
• Caratteristiche del telecomando
• Pannello di controllo PC
• Un pò di storia

• Motore di trazione e guida: Il sistema di propulsione con 6 motori grazie ai quali il veicolo può avanzare, retrocedere e girare in qualsiasi direzione.
• Encoder ottico: misura la distanza percorsa dal veicolo in ogni direzione e anche la velocità di avanzamento in Km/h.
• Pannello solare: grazie al pannello è possibile ricaricare le batterie.
• Il veicolo può essere controllato in modo remoto tramite PC o un portatile, sul computer vengono anche ricevuti e registrati tutti i dati dei sensori in tempo reale
• Modello di spettrometro motorizzato:Simulazione di uno spettrometro APXS, dotato di un motore per eseguire i movimenti.

• Sensore di temperatura:Per la misurazione esatta della temperatura ambientale.
• Sensore di umidità relativa: Permette di misurare il livello di umidità relativa dell'ambiente
• Sensore di luce ambientale: misura il livello di luminosità ambientale espresso in lux
• Sensore di distanza a ultrasuoni: misura la distanza frontale con l'ostacolo più vicino, per poterlo evitare tramite il radiocontrollo.
• Sensore di temperatura: misura la temperatura ambientale espressa in °C
• Telecamera video: trasmette le immagini del percorso effettuato dal veicolo.      I dati della videocamera sono disponibili in formato video composito, per essere visualizzati in un televisore o in un computer con scheda video dotata di ingresso composito.
• Bussola digitale: permette di conoscere l'allineamento del veicolo rispetto il nord magnetico terrestre.

Senza il radiocomando è possibile pilotare il veicolo spaziale attraverso il software di controllo installato nel computer (fornito con il primo fascicolo).
Questo programma permette di visualizzare lo stato di tutti i sensori ambientali e di navigazione del robot, infatti premendo i tasti presenti sul software sarà possibile inviare qualunque ordine di movimento, come ad esempio girare, avanzare, retrocedere, attivare lo spettrometro....
Inoltre, attraverso il software veniamo informati della distanza che ha percorso il veicolo in ognuna delle direzioni nelle quali si è mosso.
Tutti i dati dei sensori equipaggiati nel veicolo spaziale sono trasmessi per radio-frequenza verso il PC.
Affinché sia possibile questa interazione, si regalerà durante il corso dell'Opera un Modem-RF per il computer che verrà collegato alla porta seriale.
 

Vista frontale del pannello di controllo con visualizzazione dei valori dei sensori

Immagine ISO del disco

La Missione Pathfinder
Il 4/12/96, da Cape Canaveral, è stata lanciata la sonda Spaziale Pathfinder, con obbiettivo Marte. Nel suo viaggio verso il pianeta rosso i tecnici della NASA hanno effettuato 4 manovre di correzione, previste dalla missione. Il 4/7/96, dopo un’orbita di avvicinamento, durata 4 giorni, alle ore 17.08 UT, la sonda è rimbalzata sul suolo marziano, nella zona chiamata Area VALLIS , iniziando la sua importante missione di esplorazione. Il Pathfinder è la prima sonda del programma NASA’s Discovery , una nuova generazione di sonde rapide da realizzare ed a basso costo, studiate per raggiungere particolari e specifici obbiettivi scientifici.
La sonda è entrata all’interno dell’atmosfera circa 34 minuti prima dell’impatto col suolo. Inizialmente gli scudi termici l’hanno protetta dalle alte temperatura dovute all’attrito con l’atmosfera, in relazione alla velocità di ingresso della sonda, successivamente si sono aperti i paracaduti per rallentare il moto. Il radar altimetrico, montato a bordo, a circa 1,5 Km da suolo è entrato in funzione, facendo attivare gli “Airbarg”, dodici palloni gonfiati con lo scopo di proteggere la sonda e il suo carico al momento dell’impatto con la superficie di Marte. Successivamente al primo impatto la sonda, ha effettuato alcuni rimbalzi sul suolo, fino a terminare in posizione di quiete. Successivamente gli “AirBag” si sono sgonfiati. Circa 75 minuti dopo l’atterraggio il LANDER si è aperto iniziando le comunicazioni con la terra. Inviando le prime immagini in bianco e nero del suolo marziano. La sonda Pathfinder è composta da un LADER e un Robot Rover “Sojourner”.

ROBOT ROVER SOJOURNER
Sojourner: nome femminile in onore ad una donna di colore che visse durante i tumultuosi anni della guerra civile americana.
Il Robot è lungo 65 cm, largo 30 cm,e alto 30 cm, con un peso di 10.6 Kg.
Ha a bordo un Alfa Proton spettrometro a Raggi-X, 3 camere per riprese video che forniscono immagini stereo.
Ha una potenza max di 16 Watt, i pannelli solari di cui è dotato gli forniscono 100 Watt/h per giorno.
E' dotato di 6 ruote in alluminio dal diametro di 16 cm, e di particolari sospensioni che gli permettono un'ottima stabilita durante la sua marcia sullo scabroso terreno marziano; permettendo al veicolo di inclinarsi di un massimo di 45° su di un lato, di attraversare ostacoli che hanno un altezza di 20 cm. Le ruote sono dotate di sensori che in ogni istante rivelano le condizioni in cui si trova il veicolo, permettendo di arrestare la sua marcia in situazioni critiche. Ogni ruota si muove in modo indipendente dalle altre.
Inoltre, il veicolo eseguì una serie di esperimenti che permisero di migliorare i futuri Robot da inviare su Marte.
Questi esperimenti includevano: ricostruzione geometrica del suolo tramite le immagini del veicolo e del Lander; studio del suolo, che aiuteranno a costruire nuovi modelli di ruota.
Gli strumenti a bordo del Sojourner, determinarono le condizione del veicolo, informando sulle condizioni del veicolo stesso; controllando l'efficacia dei collegamenti radio, verificando l'abrasione dei diversi materiali che compongono le ruote.
Gli scienziati inoltre studieranno l'aderenza delle polveri accumulate sui pannelli solari, e direttamente misurare la massa tramite il sensore di microbilanciamento al quarzo.
Il veicolo era dotato di un computer con microprocessore Intel 80C85, 8-bit che eseguiva 100.000 istruzioni al secondo.
Questo Microprocessore è stato scelto per il basso costo e per l' affidabilità dimostrata.
Il computer permetteva al veicolo di muoversi autonomamente sul suolo marziano decidendo il percorso più vantaggioso per raggiungere un obbiettivo.

IL LANDER
Il Lander ha una struttura piramidale, e poggia su 3 lati dove sono alloggiati pannelli solari per una superficie totale di 0,9 m², che gli fornivano un'energia di 1200 Watt/h per ogni giorno.
Inoltre era dotato di una batteria Argento-Zinco che gli forniva una potenza di 40 A/h durante la notte.
Il Lander era dotato di strumenti per il rivelamento delle caratteristiche dell'atmosfera e della metereologia di Marte.
Aveva una telecamera composta da due ottiche che permettono la visione stereo, questa è dotata di filtri per acquisire immagini a 12 colori nelle bande comprese tra 0,35-1,1 micron
Dalla composizione delle immagini , ottenute con filtri diversi, si otteneva l'immagine finale.
La telecamera aveva un campo di visione di 14° sia in verticale che in orizzontale, e rilevava un frame ogni 2 secondi (256x256 pixel).
La sonda era dotata di un antenna per il trasferimento dei dati acquisiti alla terra.
I dati raccolti venivano immagazzinati nel computer IBM 6000 (32-bit), in grado di eseguire 20 milioni di istruzioni al secondo e una capacità di memoria di 128MB.
Il computer aveva il compito di immagazzinare e successivamente trasmettere a terra i dati raccolti durante il volo, la discesa sul pianeta, nonché tutte le informazione che fornite dagli strumenti del Lander ed del Rover.

Gli OBIETTIVI della MISSIONE
L'obbiettivo della missione Mars Pathfinder, è stato studio scientifico della forma e struttura della superficie di Marte, la sua geologia, con il compito di esaminare la composizione degli elementi e la mineralogia della superficie del pianeta rosso; esaminare le proprietà magnetiche delle polveri, e condurre una serie di ricerche sull' atmosfera, esaminandone la struttura e i fenomeni metereologici; studiare i meccanismi e le proprietà del materiale del suolo; studiare la rotazione e l'orbita di Marte.
Nei giorni della missione la telecamera stereo del lander ha effettuato riprese panoramiche della superficie, che serviranno per lo studio geologico del pianeta e l'interazione con l'atmosfera.
Studiando la disposizione delle rocce gli scienziati cercheranno di capire i processi geologici che hanno creato e modificato Marte.
Il rover nel contempo ha effettuato delle riprese durante il suo movimento sulla superficie marziana; analizzando le tracce che le ruote imprimono sul suolo, gli studiosi cercheranno di trovare delle risposte alle loro domande.
L'APXS montato sul veicolo è servito a misurare la composizione delle rocce e della superficie e la loro mineralogia.