«Fly me to the Moon» con la missione Artemis I

Sale il fermento tra gli appassionati dell’esplorazione cosmica: manca poco meno di una settimana al lancio del razzo Space Launch System (SLS), e della navicella Orion a lui integrata, in quella che è chiamata la missione spaziale Artemis I. Destinazione: la Luna. Una missione “di prova”, come viene definita dagli esperti del settore. Si tratta, infatti, del primo lancio integrato di Orion e SLS senza la presenza di persone. Ce lo spiega l'Agenzia spaziale americana NASA: «Si tratta di un test di volo senza equipaggio a bordo, la prima di una serie di missioni sempre più complesse, che fornirà le basi per l’esplorazione umana dello spazio profondo, della Luna e di Marte. Orion è un veicolo spaziale pensato per portare l'essere umano più lontano di quanto non sia mai andato prima».

Il decollo dello Space Launch System e della navicella Orion è previsto per il prossimo lunedì, il 29 agosto alle 8.33 EDT (fuso orario della costa orientale degli Stati Uniti, corrispondente alle nostre 14.33) dalla base del Launch Complex 39B nel Kennedy Space Center NASA in Florida. Lancio che sarà controllato dai sistemi di terra di Cape Canaveral.

La navicella Orion raggiungerà il corpo celeste lunare proprio grazie alla spinta propulsiva dell'SLS che, inizialmente, le fornirà l'impulso necessario al decollo dalla base del Launch Complex mandandola fuori dall'atmosfera terrestre e portando successivamente il modulo in orbita, come spiega la NASA. «Spinto da una coppia di booster a cinque segmenti e da quattro motori RS-25, il razzo raggiungerà il periodo di massima forza atmosferica entro novanta secondi. Dopo aver sganciato i booster, i pannelli del modulo di servizio e il sistema di interruzione del lancio, i motori dello stadio centrale si spegneranno e lo stadio centrale si separerà dal veicolo spaziale». Quando poi quest'ultimo entrerà in orbita attorno alla Terra, dispiegherà le sue antenne solari e il sistema Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) darà a Orion la grande spinta necessaria per lasciare l'orbita terrestre e dirigersi verso la Luna. Da lì, Orion si separerà dalla parte propulsiva entro circa due ore dal lancio. Quest'ultima dispiegherà poi una serie di piccoli satelliti, noti come «CubeSats», per eseguire diversi esperimenti e dimostrazioni tecnologiche, precisa l'Agenzia spaziale americana.

Dal momento in cui Orion si staccherà dal razzo propulsore, illustra la NASA, sarà spinto nel suo percorso dall'orbita terrestre alla Luna dal modulo di servizio realizzato dall'Agenzia Spaziale Europea (European Space Agency, ESA) in collaborazione con Airbus, che fornirà a Orion energia e il sistema di propulsione principale. Oltre ad avere previsto – per le missioni future – anche il trasporto di aria e acqua per gli astronauti.

Il viaggio di Orion proseguirà poi nello spazio aperto: «Per mettersi in contatto con il controllo della missione a Houston, Orion passerà attraverso un sistema di satelliti di tracciamento e trasmissione dati della NASA e comunicherà attraverso la rete Deep Space Network. Da qui, continuerà a navigare, comunicare e operare in un ambiente spaziale profondo». Il viaggio di andata verso la Luna durerà diversi giorni, specifica l'agenzia spaziale, «Orion volerà a circa 100 km dalla superficie della Luna e poi utilizzerà la forza gravitazionale del corpo celeste per spingersi in una nuova orbita profonda retrograda o opposta a circa 70.000 chilometri di distanza». La navicella resterà poi in quell'orbita per circa sei giorni utilizzando il tempo per raccogliere dati e consentire ai controllori della missione di valutare le prestazioni del veicolo spaziale.

Orion, specifica la NASA, è un veicolo spaziale costruito per portare l’essere umano più lontano di quanto non sia mai andato prima. Come spiegato, il suo lancio nello spazio avverrà grazie all'SLS, il razzo a propulsione pesante, che gli permetterà di viaggiare attraverso distanze enormi. «È il razzo più potente del mondo, progettato per le missioni al di là dell'orbita terrestre bassa, per il trasporto di equipaggio o merci verso la Luna ma anche oltre». L'SLS può volare infatti più lontano di qualsiasi altro veicolo spaziale costruito per l’uomo: «Viaggerà a 280.000 miglia dalla Terra, migliaia di miglia oltre la Luna nel corso della missione che durerà circa quattro o sei settimane. Orion resterà nello spazio più a lungo di qualsiasi altra navicella per astronauti senza agganciarsi a una stazione spaziale», precisa l'Agenzia spaziale americana.

Anche il ritorno a casa di Orion sarà un momento molto importante: dovrà prepararsi alle elevate velocità che porteranno la navicella a sfidare le conseguenti forze aerodinamiche, l'attrito e le alte temperature generate dall’impatto con l'atmosfera terrestre. Temperature che possono raggiungere anche i 1.400 gradi centigradi. Ragione per cui i veicoli spaziali sono dotati di uno scudo termico pensato proprio per il rientro sul nostro Pianeta.

Fondamentale, in questa fase, anche riuscire a garantire l'assetto ottimale del modulo per contrastare i violenti scossoni dovuti alla forza aerodinamica che si incontreranno durante l'atterraggio. C'è il rischio, infatti, che l'impatto aerodinamico sia così violento da mandare in pezzi parti della navicella.  

Nella missione Artemis I, come anticipato, occupano un posto speciale i contributi dell'Agenzia Spaziale Europea e del team guidato da Airbus, che fornirà «il cuore e i polmoni per le missioni lunari degli astronauti», come spiega la stessa Airbus in una nota. Infatti, ad accompagnare Orion nella sua missione ci sarà il Modulo di Servizio Europeo (European Service Module, ESM) costruito da Airbus, che svolgerà funzioni essenziali per il viaggio, con un occhio rivolto anche al futuro trasporto spaziale dell'equipaggio. «L'ESM è un elemento chiave di Orion – spiega il portavoce di Airbus –. Il modulo fornisce propulsione, energia e regolazione termica e rifornirà gli astronauti di acqua e ossigeno nelle missioni future, oltre a controllare la temperatura quando sarà agganciato al modulo dell'equipaggio. Insieme i due costituiscono la navicella spaziale Orion».

Una tecnologia di costruzione decisamente avanzata quella usata da Airbus per realizzare l'ESM: «Il modulo presenta il caratteristico campo solare a quattro pale di 19 metri di diametro quando è dispiegato, che genera energia sufficiente per due famiglie. Le 8,6 tonnellate di propellente del modulo di servizio alimentano il motore principale, otto motori ausiliari e 24 propulsori più piccoli garantiscono la navigazione e il controllo dell'assetto». Quindi, oltre a servire come sistema di propulsione principale, saranno rese possibili le manovre orbitali. Ma non solo, «il modulo di servizio non pressurizzato può essere utilizzato per trasportare ulteriori carichi utili».

La collaborazione tra ESA e NASA è molto forte ed importante, come spiega Josef Aschbacher, direttore generale dell'ESA: «L'Europa va sulla Luna grazie a questa missione, è un traguardo storico». Un traguardo raggiunto proprio grazie all'unione delle due forze: «Questo modulo ESM è simbolo della solida cooperazione tra ESA e NASA nell’esplorazione del cosmo».

Un ritorno nello spazio che ha un gusto speciale per un emozionato Jean-Marc Nasr, capo dello Space System di Airbus: «Il lancio della navicella Orion con il Modulo di Servizio Europeo ha un significato storico a 50 anni dall'ultima missione lunare di un astronauta e rappresenta un altro passo importante verso il ritorno degli astronauti sulla Luna. Il programma sta andando avanti e siamo pronti a tornare sulla superficie lunare nel 2025 insieme ai nostri clienti ESA e NASA e al nostro partner industriale Lockheed Martin Space». Nasr si è anche detto molto felice e orgoglioso che Airbus sia stata scelta da ESA per gestire il design e la realizzazione dell'ESM in questa missione. «Il genere umano torna sulla Luna e siamo parte di tutto questo. Come diciamo spesso, lo spazio non è di proprietà di nessuno ma appartiene a tutti».

David Parker, direttore ESA per l'esplorazione umana e robotica, ci tiene a sottolineare la bellezza e la particolarità della Luna, il nostro satellite. «C'è così tanto da esplorare sulla sua superficie, perché la Luna è essenzialmente un museo che è rimasto ghiacciato nella storia del Sistema Solare». A titolo di esempio Parker cita la storia del nostro Sole, che è rimasta impressa nella Luna. Senza dimenticare la presenza di un elemento speciale sulla sua superficie: «Sappiamo che c'è dell'acqua su questo corpo celeste, e la domanda è: da dove viene quest'acqua? È collegata a quella che troviamo sulla Terra? O è stata portata lì da una cometa dallo spazio profondo?» La Luna, per Parker, è sicuramente il posto migliore per la scienza e anche per pensare ai prossimi passi da muovere nel cosmo. «Rappresenta sicuramente il legame più grande con Marte, in termini di sistemi di supporto vitale, considerazioni mediche e psicologiche. La Luna è un posto fantastico dove praticare la scienza».

Si parla già delle nuove missioni di Artemis previste per il futuro che, come detto, comporteranno anche la presenza di equipaggio a bordo. Airbus ci spiega i dettagli delle prossime tappe. Ci sarà Artemis II, prevista per il 2024 circa, che verrà alimentata dall'ESM-2 e farà viaggiare quattro astronauti nello spazio per poi riportarli in sicurezza sulla Terra. Poi, un anno dopo, l'ESM-3 garantirà che un'altra capsula Orion porti in sicurezza la prima donna sulla Luna. «Le tecnologie sviluppate e l'esperienza maturata durante le missioni Artemis saranno fondamentali per eventuali future missioni a lungo termine su Marte».