Come Curiosity risparmia energia per continuare a fare scienza su Marte

Curiosity non si limita a esplorare Marte: deve anche gestire con attenzione l’energia necessaria per farlo. Il rover fa parte della missione Mars Science Laboratory della NASA ed è stato costruito ed è gestito dal Jet Propulsion Laboratory (JPL). In un aggiornamento pubblicato il 4 agosto 2025, in occasione dei suoi 13 anni su Marte, il JPL ha spiegato come il team abbia modificato la pianificazione e alcune procedure affinché il veicolo sfrutti meglio la propria fonte di energia e possa dedicare più tempo alla scienza.

Le informazioni descrivono misure concrete, non una garanzia di funzionamento a tempo indeterminato. Lo stesso JPL osserva che le prestazioni energetiche sono condizionate dall’invecchiamento della fonte e dalle esigenze operative dell’ambiente marziano.

Un budget giornaliero che cambia nel tempo

Curiosity ricava energia da un generatore termoelettrico a radioisotopi multimissione, noto con la sigla inglese MMRTG. Secondo il JPL, il sistema utilizza plutonio in decadimento per produrre energia e ricaricare le batterie del rover. Con il passare del tempo, questo processo fa sì che le batterie impieghino più tempo a ricaricarsi e riduce l’energia disponibile ogni giorno per le attività scientifiche.

Per questo motivo il team gestisce un budget energetico che tiene conto dei diversi componenti che consumano energia dalle batterie. Guidare, muovere il braccio robotico, acquisire immagini, comunicare e mantenere le apparecchiature pronte richiede pianificazione. A ciò si aggiungono condizioni che possono mettere in luce difficoltà difficili da prevedere prima del lancio: il JPL cita la polvere, le radiazioni e i bruschi cambiamenti di temperatura su Marte.

Prima dei miglioramenti descritti, il piano abituale consisteva nell’inviare al rover un elenco di attività da completare una dopo l’altra e, alla fine della giornata, lasciarlo riposare per ricaricarsi. Nel 2021 il team ha iniziato a valutare se fosse possibile combinare in sicurezza due o tre attività, con l’obiettivo di ridurre il tempo durante il quale Curiosity rimane attivo.

Svolgere più attività contemporaneamente

Una delle attività di routine del rover consiste nell’inviare dati e immagini a un orbiter che passa sopra Marte; successivamente, l’orbiter li ritrasmette sulla Terra. Il team ha esaminato se Curiosity potesse mantenere la comunicazione mentre svolgeva un’altra attività, invece di interrompere un’operazione per completare l’altra.

I test hanno dimostrato che il rover poteva comunicare con un orbiter mentre guidava, muoveva il braccio robotico o acquisiva immagini. Il JPL afferma che queste combinazioni sono state dimostrate con successo su Marte. La logica operativa consiste nello sfruttare i periodi in cui diverse attività possono sovrapporsi in sicurezza, invece di riservare a ciascuna un turno separato.

Un’altra modifica sfrutta il margine che gli ingegneri includono nelle stime della durata delle attività, una riserva pensata per coprire eventuali imprevisti. Se Curiosity completa le attività prima che scada il tempo assegnato, ora può andare in modalità riposo in anticipo. Anticipando il riposo, ha bisogno di meno tempo per ricaricarsi prima del programma del giorno seguente.

Il JPL spiega che anche ridurre di 10 o 20 minuti la durata di un’attività può produrre un risparmio cumulativo nel tempo. L’aggiornamento presenta questo risparmio come un modo per gestire meglio l’energia disponibile nell’arco di molte giornate, non come una cifra di risparmio totale per l’intera missione.

Adattare il rover ai problemi che si presentano

I miglioramenti della pianificazione fanno parte di un insieme più ampio di modifiche. Problemi meccanici hanno spinto il team a rivedere la procedura con cui il trapano, installato sul braccio robotico, raccoglie campioni di roccia polverizzata. Il JPL indica inoltre che le capacità di guida sono state migliorate tramite aggiornamenti software.

Il team ha anche trovato un’alternativa per continuare a ottenere panoramiche dopo che una ruota dei filtri colorati di una delle telecamere Mastcam, situate sulla testa mobile del rover, ha smesso di girare. La soluzione ha permesso di continuare a acquisire quel tipo di immagini nonostante il guasto del componente.

Anche le ruote hanno ricevuto attenzione. Il JPL ha sviluppato un algoritmo per ridurne l’usura. Nell’aggiornamento, il team riferisce che, dopo aver percorso 22 miglia (35 chilometri) e nonostante alcune perforazioni nelle ruote, queste avevano ancora anni di percorrenza stimati. Questa valutazione compare nell’aggiornamento del 2025 e si riferisce alla stima del team in quel momento.

Più efficienza per continuare a esplorare

Il filo conduttore di queste misure è adattare le operazioni a ciò che il rover può fare nella pratica. Combinare attività, concludere la giornata in anticipo quando il programma è completato e rivedere le procedure consentono di gestire meglio una fonte di energia le cui prestazioni cambiano nel tempo. Le modifiche al trapano, al software di guida, alla telecamera e alle ruote rispondono, a loro volta, alle difficoltà emerse durante le operazioni.

Il team descrive un processo di apprendimento basato sull’esperienza del veicolo su Marte. Polvere, radiazioni e variazioni di temperatura possono rivelare particolarità che non erano state previste completamente; per questo la pianificazione include margini e le procedure possono essere adattate. L’aggiornamento del JPL mostra come questa combinazione di gestione energetica e modifiche operative aiuti Curiosity a proseguire il proprio lavoro scientifico sul pianeta rosso.

Fonte principale: Jet Propulsion Laboratory della NASA, aggiornamento pubblicato il 4 agosto 2025.