IL PUNTO/ Chi e quando rimetterà per primo piede sulla Luna?

Nonostante la letteratura e la cinematografia fantascientifica ci abbiano un po’ assuefatti all’idea della possibilità di viaggiare fra le fra stelle e le galassie, la realtà delle esplorazioni spaziali resta per il momento confinata, e lo resterà ancor a lungo, al nostro sistema solare; per giunta le missioni con equipaggi umani, a parte le consolidate attività in orbita terrestre, sono ragionevolmente ipotizzabili, almeno nell’arco di qualche decennio, solo verso la Luna, o verso Marte o gli asteroidi (è forse anche per questo che Gravity, l’ultimo film di fantascienza di successo, va a cercare avventure ed emozioni non in mondi lontani ma fra navette e stazioni spaziali in orbita attorno al nostro pianeta). In effetti l’impegno per una missione umana verso Marte o gli asteroidi è contenuto nei programmi della Nasa, anche se la possibile data ci sembra resti ancora piuttosto nel vago e l’obbiettivo di tornare sulla Luna con equipaggi umani fa parte dei programmi (da capire quanto credibili) di varie agenzie spaziali nazionali, e addirittura di alcune società private. Comunque, la Luna resta in primo luogo un obbiettivo privilegiato per numerose missioni unmanned, progettate non solo da chi ha iniziato più tardi l’avventura spaziale (Cina, India e Giappone hanno già inviato sonde lunari e verso la fine di quest’anno un rover cinese dovrebbe sbarcare sul nostro satellite), ma anche dai più “anziani”.

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La Nasa, per esempio, ha lanciato nel 2011 il Lunar Reconnaissance Orbiter, che ha fornito una dettagliatissima mappa di tutta la superficie lunare e l’anno successivo la doppia sonda GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) ha volutamente impattato la superficie lunare per studiare la struttura interna del satellite. Sempre la Nasa proprio in queste settimane sta portando a compimento la parte fondamentale della missione LADEE (Lunar Athmosphere and Dust Enviroment Explorer), lanciata ai primi di settembre, con l’obbiettivo non solo di chiarire il “mistero” dell’atmosfera lunare, ma che costituisce anche l’occasione per testare alcune nuove interessanti tecnologie. In effetti benché comunemente si consideri la Luna priva di atmosfera, una tenuissima coltre di gas e di polveri (già osservate durante le missioni Apollo) la circonda. La sonda LADEE, ormai da alcune settimane in orbita lunare, porta a bordo tre sofisticati strumenti per analizzare questa coltre, misurandone spessore, densità e composizione; continuerà a girare attorno alla Luna fino agli inizi del 2014, quando scenderà fino a quote molto basse per poi essere fatta volutamente schiantare sulla superficie. È interessante osservare che la sonda si è inserita in orbita lunare dopo un viaggio durato una trentina di giorni, durante il quale ha inizialmente orbitato per tre volte attorno alla Terra, lungo orbite molto ellittiche, per poi essere “fiondata” verso il nostro satellite; questa modalità allunga notevolmente i tempi di viaggio, ma minimizza i consumi di propellente, che sarebbero assai superiori con una traiettoria diretta.

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In effetti tutta la fase di lancio di LADEE, che è una sonda relativamente leggera (circa 380 kg) è avvenuta per così dire “al risparmio”, a partire dall’utilizzo di un relativamente “piccolo” razzo a cinque stadi Minotaur V che riutilizza parti di missili ICBM smantellati in base agli accordi tra Russia e Stati Uniti. Inoltre la sonda è stata costruita sulla base di un Modular Common Spacecraft Bus, cioè con una serie di componenti modulari standardizzati, per la prima volta usati su LADEE, e che verranno d’ora in avanti utilizzati per realizzare altri veicoli spaziali, in modo da ridurre i costi di costruzione e di assemblaggio. Aggiungiamo infine che a bordo della sonda é trasportato anche il modulo innovativo di comunicazione LLCD (Lunar Laser Communication Demonstration) basato su tecnologie laser. Con tale modulo, una volta che la sonda ha raggiunto la sua orbita lunare, è stata sperimentata con pieno successo la possibilità di trasmettere verso Terra e di ricevere, i dati di controllo e i dati raccolti dalle strumentazioni ad un bit-rate molto superiore a quello ottenibile con le attuali tecnologie di trasmissione basate su onde radio.

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Molto interessante appare anche l’ipotesi di una missione congiunta fra le agenzie spaziali Russa ed Europea (una possibile decisione europea in tal senso è attesa per l’ottobre 2014), volta a riportare sulla Terra dei campioni di suolo lunare prelevati in una zona dei poli dove si ipotizza che possa esistere del ghiaccio (probabilmente di origine cometaria), sopravvissuto sul fondo di qualche cratere permanentemente in ombra. La missione, denominata Lunar Polar Sample Return (LPSR) prende spunto dalla dimostrazione avuta in precedenti esplorazioni (per esempio quella indiana con la sonda Chandrayaan) della presenza di acqua nel sottosuolo lunare. A questo scopo verrebbe realizzata una apposita sonda automatica con a bordo un sistema di trivellazione derivato da quello usato dalla sonda marziana ExoMars dell’Esa, in grado di penetrare per qualche metro nel suolo lunare; la sonda verrebbe congegnata in modo tale da riportare verso Terra delle “carote” mantenute a bassissima temperatura, in modo da poter procedere a un’analisi completa di tutti i componenti chimici contenuti nei campioni. Una simile missione, potrebbe svolgersi fra il 2020 ed il 2022 ed essere preceduta, nel 2017-18 da una più semplice missione di esplorazione preliminare. L’eventuale ritrovamento di significativi giacimenti di ghiaccio nel sottosuolo lunare costituirebbe un risultato fondamentale nella prospettiva delle costruzione di basi abitate permanenti, in quanto fornirebbe la materia prima per la produzione in loco di idrogeno e ossigeno, indispensabili sia per il mantenimento degli astronauti che per la produzione di combustibile per le missioni di ritorno.

Ovviamente l’idea di una base lunare permanente ci sposta su tempi inevitabilmente più lunghi e difficilmente prevedibili ma, al di là di questo, è possibile azzardare una risposta alla domanda: chi e quando, rimetterà per primo piede sulla Luna (anche per breve periodo)? Cominciamo con l’osservare che secondo gli attuali programmi ufficiali della Nasa gli americani difficilmente lo faranno. In effetti il programma Constellation, elaborato ancora durante l’amministrazione Bush, che prevedeva una prima missione lunare attorno al 2020, è stato annullato nel 2010. Attualmente non sono previsti sbarchi lunari e l’obbiettivo è piuttosto quello di portare degli uomini su un asteroide o su Marte. Ma potrebbe non essere detta l’ultima parola, se per qualche motivo si dovesse “ accendere” la competizione per la Luna con la Cina. La cancellazione di Constellation non ha in ogni caso interrotto lo sviluppo del nuovo veicolo spaziale Orion, l’erede dello Shuttle, che ha le potenzialità per compiere anche missioni lunari; né quello della famiglia dei nuovi grandi razzi Ares, che potrebbero fungere da vettore anche per missioni umane verso la Luna. L’agenzia spaziale cinese sta conducendo un articolato programma di esplorazione della Luna che ha come obbiettivo finale dichiarato lo sbarco di astronauti in una data compresa fra il 2025 e il 2030.

Il programma é iniziato nel 2007 con il lancio della prima delle sonde della serie Change-e (il nome è di una dea lunare dell’olimpo cinese). Dopo una seconda sonda lanciata nel 2010, a breve è programmato il lancio di una terza che sbarcherà sulla superficie lunare in una zona equatoriale: un veicolo semovente, alimentato da un generatore termoelettrico a radioisotopi, che esplorerà il suolo lunare per almeno tre mesi. Seguiranno una quarta e una quinta sonda, quest’ultima nel 2017, che sarà grado di ripartire verso la Terra portando dei campioni di suolo lunare. La preparazione di una missione con equipaggio umano seguirà un lungo iter parallelo, che prevede lo sviluppo di razzi sempre più potenti, di adeguati veicoli spaziali e il progressivo addestramento a missioni sempre più complesse in orbita terrestre. Ricordiamo che il primo astronauta cinese è stato messo in orbita già nel 2003 e che i lanci orbitali cinesi proseguono a buon ritmo ripercorrendo tutte le tappe fondamentali che russi e americani hanno compiuto ormai molti anni fa. Per esempio, nello scorso giugno la missione Shenzhou-10 ha messo in orbita per due settimane un equipaggio di tre astronauti, fra i quali una donna, che si sono esercitati in manovre di docking con il laboratorio orbitante Tiangong-1 che già da tempo gira attorno alla Terra; tutte queste attività sono preliminari all’obbiettivo cinese di costruire entro il 2020 una propria stazione spaziale orbitante, e al successivo balzo verso la Luna. Per la cronaca ricordiamo che anche la Indian Space Research Organisation (ISRO) nel 2009 aveva indicato fra i suoi obbiettivi di lungo periodo l’invio di uomini sulla Luna; ma l’idea è stata sostanzialmente abbandonata nel 2012. In realtà il percorso verso la Luna per gli indiani, che hanno stretto accordi di collaborazione con la Russia, sarebbe stato piuttosto lungo e difficile e la data ipotizzata appariva piuttosto improbabile. A differenza dei cinesi, la ISRO – che ha condotto con successo lo sviluppo di razzi vettori nazionali, di satelliti artificiali e di sonde spaziali – è molto indietro nello sviluppo delle tecnologie per i voli spaziali umani, in particolare di un proprio veicolo orbitale; il lancio attorno alla Terra di questo veicolo, con a bordo una prima coppia di astronauti, difficilmente avrebbe potuto avvenire prima del 2016. Peraltro nell’anno in corso le priorità dei programmi della ISRO hanno subito notevoli cambiamenti e le missioni con astronauti sono passate verso il fondo della lista. Sembra dunque molto improbabile che la Luna venga raggiunta dagli indiani, mentre è previsto che prosegua il loro contributo all’esplorazione lunare con sonde automatiche (una seconda versione, più evoluta, della Chandrayaan dovrebbe partire nel 2016). Segnaliamo, per concludere, che le missioni umane verso la Luna rappresentano un irresistibile obbiettivo anche per quegli inguaribili assetati di avventure che stanno ponendo le basi del “turismo spaziale”. Sono noti i positivi risultati ottenuti dalla Virgin Galactic, che porteranno presto ai primi voli suborbitali “a basso costo” ed è noto che qualche riccone ha già orbitato (a caro prezzo) attorno alla Terra sul veicolo russo Soyuz e attraccato alla ISS. Proprio usando le provate e robuste tecnologie ex-sovietiche, la società Space Adventures offriva già qualche anno fa un “giretto” Terra-Luna e ritorno (senza allunaggio), per la modica cifra di 100 milioni di dollari. Non ci risulta che qualcuno ci abbia ancora provato.





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