Siamo pronti a tornare sulla Luna. La NASA, insieme all'Agenzia Spaziale Europea (ESA), quella Canadese (CSA), la Giapponese (JAXA) e una vasta collaborazione internazionale, sta pianificando il ritorno dell'umanità sul nostro satellite grazie al programma Artemis. Il ritorno, previsto entro la fine di questo decennio, si differenzia profondamente dalle missioni Apollo degli anni '60 e '70. Gli obiettivi oggi sono molto più ambiziosi. In questo articolo faremo una panoramica del programma per capire come torneremo sulla Luna, perché abbiamo aspettato così tanto e cosa è cambiato radicalmente rispetto al passato.
Il programma Artemis e la nuova corsa allo spazio
La NASA punta a riportare l'umanità sulla Luna entro la fine del decennio grazie al programma Artemis. Il ritorno, previsto non prima della fine del 2027, punta a stabilire nuovamente una presenza umana sulla Luna per la prima volta dai tempi delle missioni Apollo, in particolare da Apollo 17, che nel 1972 ha visto Eugene Cernan lasciare come ultimo uomo la superficie del nostro satellite naturale. A differenza del 1969, dove il solo obiettivo e scopo era quello di arrivare sulla Luna, ma anche soprattutto di battere l'Unione Sovietica, che stava alle calcagne degli Stati Uniti, vogliamo stabilirci permanentemente. Oltre a questo, la Luna è ricca di risorse e potenzialmente, in futuro, potrebbe anche rivelarsi una grande risorsa dal punto di vista economico, sappiamo infatti che al polo sud lunare è presente una gran quantità di ghiaccio d'acqua che potrebbe essere estratto non solo per alimentare le nostre future basi lunari, ma anche per creare il propellente per razzi, e quindi andare a creare una vera e propria "stazione di rifornimento". Se vogliamo andare ancora più avanti nel futuro, nella regolite lunare è presente l'elio-3, una risorsa che dal punto di vista energetico potrebbe rivelarsi fondamentale una volta sviluppate centrali nucleari che utilizzino la fusione nucleare. Questi pochi esempi ci fanno capire come il programma Artemis abbia alla sua base dei presupposti molto avanti nel tempo e non si tratti solo di una dimostrazione di potere.
Perché abbiamo aspettato così tanto?
Effettivamente, abbiamo aspettato più di 50 anni a tornare sulla Luna. Questo non è un caso, considerando che durante questo periodo la Luna non aveva più interessi economici e politici per stati e imprenditori all'interno dell'economia mondiale. Una volta dimostrato che gli Stati Uniti erano superiori a tutte le altre potenze mondiali, non aveva più senso mettere in pericolo vite umane. In sostanza, non siamo tornati perché non dovevamo farlo per sopravvivere come nazione, mentre ora, invece, si è riattivata quella scintilla degli anni Sessanta, solo che questa volta vede in gioco potenze diverse come ad esempio la Cina. Per capire davvero la portata di quello sforzo degli anni Sessanta e quanto siamo lontani da quel livello oggi basta guardare i soldi. Nel 1969 è stato stimato che la NASA abbia speso oltre 250 miliardi di dollari odierni per tutte le missioni Apollo. Per darvi un'idea, la NASA in quel periodo acquisiva più del 4% del budget attuale, (Vedi "Immagine 1"), mentre nei giorni odierni si aggira intorno allo 0,3-0,4%. (Vedi "Immagine 2") Parliamo di cifre mostruosamente diverse. C'è anche il fattore che a quell'epoca la NASA aveva da gestire una missione, ovvero quella di portare l'uomo sulla Luna, mentre ora ha da gestirne svariate, quali ad esempio quelle su Marte e i diversi telescopi, la ISS e, adesso, deve gestire anche la missione Artemis.
(Immagine 1) Dati del budget della NASA nel 1969
(Immagine 2) Dati del budget della NASA nel 2024
Ciò che la NASA sta facendo non è forse del tutto chiaro: nel '69, il rischio di morte per un astronauta, una volta partito con il Saturn V, era del 50%, cifre che al giorno d'oggi sarebbero inammissibili. Oggi la percentuale di rischio già dell' 1% non è tollerata. E quindi abbiamo dovuto reinventare completamente nuove missioni, nuovi scopi, ma soprattutto nuova tecnologia; nuovi lanciatori, nuove capsule, nuovi sistemi di bordo; e qui entra in gioco il protagonista delle missioni Artemis.
SLS
Il razzo che ci permetterà di orbitare attorno alla Luna e anche di atterrarci si chiama SLS o Space Launch System. Commissionato al congresso alla NASA nel 2011 dopo la dismessa dello Space Shuttle l'SLS doveva essere un lanciatore pesante in grado di trasportare carico utile, materiale e persone, sia in orbita bassa terrestre, che verso la Luna, e nel futuro anche oltre. Alto circa 98 metri è il razzo attualmente più potente mai costruito dalla NASA (vedi immagine), e secondo razzo più potente mai costruito dall'uomo, dopo lo Starship (ancora in fase di sviluppo) di SpaceX. Il razzo SLS utilizza due tipologie di propulsione, esso infatti è dotato di 4 motori a propellente liquido (idrogeno e ossigeno liquidi), gli stessi motori montati e utilizzati sullo space shuttle, e due motori laterali utilizzanti propellente solido; anche essi utilizzati nello Space Shuttle. Dopo la separazione del primo stadio, un secondo stadio criogenico
Nel contesto spaziale, criogenico si riferisce all'uso, alla gestione e allo stoccaggio di materiali (in particolare propellenti) a temperature estremamente basse, generalmente inferiori a -150°C (fino a vicino allo zero assoluto)
, può spingere il nostro equipaggio verso la Luna, a bordo della seconda componente fondamentale di questa serie di missioni, ovvero la capsula Orion, anch'essa simile alle capsule Apollo, ma ovviamente tecnologicamente più avanzata nei suoi sistemi di bordo e leggermente più spaziosa. Questa capsula infatti può ospitare fino a 4 astronauti per 21 giorni. L'SLS però porta con sé anche delle criticità, costa circa 3 miliardi di dollari ogni lancio, quindi significa letteralmente bruciare 3 miliardi ogni test, ammesso ovviamente che durante il test vada tutto come previsto, senza considerare che dopo dobbiamo ricostruirlo da capo, a differenza invece della starship che, sta già utilizzando dei lanciatori riutilizzabili. Utilizzare una idea di lanciatore come fa SpaceX ridurrebbe di moltissimo i costi e renderebbe il tutto più sostenibile. Molto probabilmente lo Space Launch System verrà utilizzato per tutte le missioni Artemis, eccetto per eventuali cambi di programma, anche se tra un paio di anni, diventerà insostenibile.
Il Lunar Gateway
Il Lunar Gateway è una sorta di stazione spaziale internazionale che, a differenza della ISS, orbiterà attorno al nostro satellite naturale. La NASA che ha già stanziato per il 2025/2026 quasi 1 miliardo di dollari, ha pensato a tale stazione come qualcosa di collaborativo (proprio come la ISS), e ha infatti coinvolto ancora una volta la Agenzia Spaziale Europea, quella canadese, giapponese…. La nuova stazione non sarà solo un punto di congiunzione per l'esplorazione della Luna, ma sarà anche un ponte fra la terra e Marte. A bordo del Gateway faremo tantissimi esperimenti su vari ambiti scientifici, come le scienze planetarie, l'astrofisica e anche la medicina. Entriamo un po' più nell'ambito tecnico e vediamo come è composto il Lunar Gateway. Il Power and Propulsion Element progettato da maxar technologies sarà il cuore energetico della nuova stazione, esso infatti fornirà energia costante dai suoi pannelli solari (tranne quando si troverà nella parte in ombra, li entreranno in gioco delle batterie), con una energia di 50 kW di potenza elettrica. Tale energia verrà utilizzata sia per alimentare i propulsori ionici che per alimentare i sistemi di bordo. Con un peso di circa 5000 kg il suo lancio è previsto per il 2027 a bordo di un falcon heavy. Insieme al modulo abitativo ALO (Habitation and Logistics Outpost) sarà la prima effettiva struttura abitabile, in grado di ospitare 4 astronauti fino a 30 giorni. Questo modulo abitativo verrà portato verso il Power and Propulsion Element tramite propulsione elettrica e ci vorrà molto più tempo per farlo arrivare a destinazione, si parla di quasi un anno intero, anche se, non è un effettivo problema, dato che, per l'inizio rimarrà vuoto. Dopodiché il modulo abitativo I-HAB verrà inserito nella stazione nel 2028 circa, esso sarà un altro modulo abitativo, che offrirà ovviamente maggiore spazio pressurizzato alla stazione. L'idea del Gateway è quella di avere un "pit stop" fra la terra e la luna, dove non solo gli astronauti si trasferiranno dal Gateway alla luna, ma dove potranno anche vivere e fare esperimenti. Oltre a tutti questi moduli abitativi verrà lanciato anche un braccio robotico, il canadarm 3, molto simile al canadarm 2 già presente sulla ISS. Saranno presenti anche altri moduli, che verranno aggiunti un pezzo alla volta, nel corso degli anni.
"Lunar Gateway"
La questione geopolitica
Se pensate che la corsa allo spazio degli anni Sessanta fosse una questione puramente scientifica, vi sbagliate. Era politica, era ideologica, era una dimostrazione di potere, era una guerra combattuta a colpi di tecnologia invece che con cannoni. E oggi, in modo diverso ma non meno intenso, sta succedendo di nuovo. Come nuovi rivali possiamo osservare il blocco Occidente, composto da America e Canada principalmente, con il supporto e la collaborazione di altri stati in Europa, quali anche l'Italia. Mentre al posto dell' Unione Sovietica vediamo la Cina. La Cina fa molta paura al blocco occidentale; negli ultimi anni infatti la Cina ha investito miliardi di dollari nella ricerca tecnologica e scientifica, per il suo programma CNSA (China National Space Administration), con obbiettivi sostanzialmente identici a quello che è ora il programma Artemis, portare sulla Luna i primi taikonauti (Nome degli astronauti cinesi) entro il 2030 e stabilirvi una base al polo sud. Due programmi, due potenze, la stessa destinazione. Questo non è un caso, come abbiamo già visto precedentemente il polo sud lunare è ricco di acqua ghiacciata ed elio-3, e come dice un famoso detto, "chi prima arriva, meglio alloggia". Ma quindi, chi possiede effettivamente le risorse lunari? Il Trattato dello Spazio Esterno del 1967 stabilisce che nessuna nazione può rivendicare la sovranità sulla Luna, ma non dice nulla di chiaro sullo sfruttamento delle risorse e di come spartirsele. Gli Stati Uniti hanno risposto con gli Accordi di Artemis, un insieme di principi firmati ad oggi da oltre 40 paesi, tra cui anche l'Italia, che provano a definire regole condivise per l'esplorazione e l'uso delle risorse spaziali sulla Luna. La Cina e la Russia, però, non hanno firmato, e stanno portando avanti il loro programma in modo del tutto indipendente.
Chiunque arrivi per primo, una cosa è certa: questa volta non torneremo a casa.
Luna, stavolta restiamo.
Sono Pietro Martini, studente della classe 2°Q presso l'ITT Marconi. Appassionato di scienza, tecnologia e automazione, ho scelto di approfondire questo tema per analizzare la nuova corsa allo spazio sotto il profilo dei costi, delle statistiche e delle prospettive future.
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Fonti: NASA.gov ESA.int Space.com The Planetary Society SpaceX.com
Immagini:
SLS — Lunar Gateway — COVER — NASA
Pietro Martini
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