Questa sera alle 20 e 17 (ora italiana) la NASA proverà nuovamente a lanciare la missione lunare Artemis 1, dopo il rinvio di lunedì dovuto ad alcuni problemi tecnici. Salvo nuovi imprevisti e condizioni atmosferiche permettendo, l’enorme razzo Space Launch System (SLS) alto quasi 100 metri partirà da Cape Canaveral, in Florida, spingendo in orbita il veicolo spaziale Orion che proseguirà poi il proprio viaggio verso la Luna.
Il lancio, senza astronauti a bordo, è una sorta di prova generale ed è molto atteso: dal suo esito dipenderà il futuro delle missioni lunari e forse, un giorno, di quelle dirette verso Marte.
Rinvio
Nei piani della NASA, Artemis 1 avrebbe dovuto essere nello Spazio da quasi una settimana, ma lunedì, nelle fasi di raffreddamento dei quattro motori del primo stadio (Core Stage) del razzo, erano emersi alcuni problemi causati da un sensore che aveva segnalato una temperatura anomala in uno dei motori. Si era fermato intorno a -193 °C, invece di raggiungere i -215 °C come gli altri, ritenuti adeguati per evitare il danneggiamento del motore quando fluisce al suo interno il propellente a bassissima temperatura (ossigeno e idrogeno liquido). Per circa un’ora, i tecnici della NASA avevano provato a risolvere la situazione senza ottenere particolari risultati, e per questo si era scelto di rinviare il lancio.
Nei giorni seguenti, i responsabili della NASA avevano condotto ulteriori verifiche, arrivando alla conclusione che probabilmente il motore si fosse comportato come gli altri e che il problema fosse proprio il sensore, che non aveva rilevato correttamente la temperatura. Come ha spiegato in una conferenza stampa John Honeycutt, responsabile dello sviluppo di SLS: «Il modo in cui si comporta il sensore non è compatibile con gli aspetti fisici della situazione. Di conseguenza prenderemo in considerazione tutti gli altri dati di cui disponiamo, in modo da fare una scelta informata sullo stato del motore e valutare se tutti i motori si siano raffreddati o meno».
Questa attività di verifica sarà svolta direttamente poche ore prima della partenza della missione, perché il sensore sospettato di non comportarsi come dovrebbe si trova in un punto che non può essere raggiunto quando SLS si trova sulla rampa di lancio. Sostituirlo avrebbe comportato una lunga operazione di trasferimento del razzo nel proprio hangar e la perdita di giorni preziosi. Il lancio potrà quindi avvenire anche se il sensore segnalerà una temperatura anomala, a patto che gli altri dati raccolti portino a concludere che in realtà il motore si sia regolarmente raffreddato.
Per ridurre il rischio di eventuali perdite di tempo dovute a queste anomalie, la NASA ha inoltre deciso di avviare le attività di raffreddamento almeno mezz’ora prima rispetto a quanto fatto lunedì. In questo modo potranno essere riprodotte le condizioni in cui erano stati sperimentati i motori del Core Stage lo scorso anno, prima che SLS fosse assemblato definitivamente.
Sulla rampa di lancio in questi giorni sono stati effettuati alcuni lavori per sigillare meglio i sistemi utilizzati per rifornire il razzo. Lunedì si erano infatti verificate perdite nella parte inferiore di SLS che avevano rallentato le attività di rifornimento.
Meteo
Come per ogni lancio spaziale, agli eventuali problemi tecnici dell’ultimo minuto potrebbero aggiungersi quelli meteorologici. Nel caso in cui le condizioni atmosferiche non fossero favorevoli a causa del passaggio di temporali, la NASA potrebbe essere costretta a rinviare nuovamente il lancio, con i primi giorni della prossima settimana come ultima occasione prima di dover riportare SLS nel suo grande hangar, il Vehicle Assembly Building (VAB). Il motivo è che alcuni sistemi di sicurezza, come le cariche esplosive che possono distruggere il razzo se questo dovesse finire fuori controllo subito dopo il lancio, devono essere controllati ogni 25 giorni con un’attività piuttosto laboriosa che può essere svolta solo all’interno del VAB.
Venerdì la NASA ha diffuso un nuovo aggiornamento sul meteo, con una previsione complessiva di avere un 60 % di probabilità di condizioni favorevoli al lancio. Queste dovrebbero migliorare verso la fine del periodo utile per la partenza, che inizierà alle 20 e 17 e terminerà due ore dopo. Le condizioni meteo dovrebbero essere lievemente più favorevoli la sera di lunedì 5 settembre, quando potrebbe esserci il lancio nel caso di un nuovo rinvio oggi.
Artemis 1
Come suggerisce il nome, Artemis 1 è la prima missione del programma spaziale Artemis, l’ambizioso piano degli Stati Uniti per tornare a esplorare la Luna con esseri umani a 50 anni di distanza da Apollo 17, l’ultima missione ad avere portato due astronauti sul suolo lunare (Artemis è la dea greca della caccia e della Luna, nonché sorella gemella di Apollo).
Artemis deriva da precedenti programmi spaziali con una storia alquanto travagliata, dovuta soprattutto alle difficoltà nello sviluppare SLS. Il grande razzo, che integra numerose tecnologie già impiegate per gli Shuttle, ha richiesto molto più tempo del previsto per essere pronto (è in ritardo di circa sei anni) e nel complesso è costato decine di miliardi di dollari in più rispetto ai piani originali.
SLS è costituto dal Core Stage, il grande cilindro arancione, alla cui base sono collocati i quattro motori un tempo utilizzati negli Shuttle, che dal 2011 non volano più. Ai lati di questo primo stadio ci sono due razzi più piccoli (Solid Rocket Booster, SRB), che hanno il compito di imprimere la spinta iniziale all’intero SLS e alle sue 2.600 tonnellate di massa per lasciare la rampa di lancio.
In cima al Core Stage è montato lo stadio superiore, dotato di un solo motore, sopra al quale è collocato il veicolo spaziale vero e proprio che si chiama Orion. Questo è a sua volta formato da due moduli: quello dell’equipaggio, dove in futuro ci saranno le astronaute e gli astronauti, e quello di servizio sviluppato da Airbus per conto dell’Agenzia spaziale europea (ESA). Infine, in cima a Orion c’è il sistema di abbandono del lancio, che ha il compito di portare velocemente il veicolo spaziale a distanza dal grande razzo nel caso in cui qualcosa andasse storto.
Lancio
Alla fine del conto alla rovescia, SLS accenderà i motori e si staccherà dal suolo, ricevendo una prima spinta dai due SRB, ognuno dei quali brucerà circa sei tonnellate di propellente al secondo. Nei primi minuti, produrranno più di tre quarti dell’energia necessaria per far muovere l’intero SLS, alto quanto un palazzo di 30 piani. A due minuti dal lancio, SLS avrà raggiunto un’altitudine di 48mila metri. I due SRB a quel punto avranno esaurito il propellente ed essendo un’inutile zavorra si staccheranno dal resto del sistema, finendo nell’oceano Atlantico, dove non saranno recuperati.
SLS continuerà la propria ascesa per sei minuti raggiungendo una quota di 170 chilometri, grazie ai quattro motori del Core Stage. Terminato il propellente, anche questo stadio si separerà e rientrerà sulla Terra nell’oceano Pacifico, lasciando che siano lo stadio superiore e Orion a proseguire il viaggio. Dopo un breve periodo in orbita intorno alla Terra, lo stadio superiore attiverà i propri motori per l’inserimento nella rotta verso la Luna, che in media dista 380mila chilometri da noi.
A due ore dal lancio, Orion si lascerà alle spalle lo stadio superiore, che intanto avrà disperso nell’ambiente spaziale dieci piccoli satelliti (CubeSat) utilizzati per compiere vari esperimenti e rilevazioni. Ce ne sarà anche uno realizzato in Italia da ArgoTec per conto dell’Agenzia spaziale italiana: si chiama ArgoMoon e osserverà le condizioni dello stadio superiore.
Intorno alla Luna
Dopo una decina di giorni, Orion raggiungerà la Luna e condurrà un passaggio ravvicinato a poco meno di 100 chilometri dalla superficie lunare. Sfrutterà poi la spinta gravitazionale per inserirsi in un’orbita contraria al senso della rotazione della Luna (orbita retrograda) e si spingerà fino a 64mila chilometri oltre il nostro satellite naturale, segnando un nuovo record dopo quello raggiunto con la missione Apollo 13. Nel periodo in orbita intorno alla Luna, i tecnici della NASA, dell’ESA e delle altre agenzie spaziali e aziende che partecipano alla missione, potranno raccogliere dati importanti sulle condizioni di Orion e il suo comportamento.
Ritorno
Dopo qualche giorno, Orion accenderà nuovamente i propri motori per uscire dall’orbita lunare e riprendere il viaggio verso la Terra. Dopo un turbolento attraversamento dell’atmosfera, si tufferà nell’oceano Pacifico, dove le squadre di soccorso si occuperanno del recupero. La missione durerà al massimo 43 giorni, ma i tempi potranno essere più brevi a seconda del momento della partenza e di altre variabili legate alle attività da svolgere.
E poi?
Se il lancio di SLS e il viaggio di Orion avverranno senza particolari problemi, il programma Artemis potrà registrare il proprio primo importante successo, rendendo più concreta la possibilità di tornare sulla Luna con astronaute e astronauti in tempi relativamente brevi. Nel 2024 la missione Artemis 2 sarà sostanzialmente una replica dell’attuale, ma con un equipaggio di quattro persone a bordo di Orion. Non prima del 2025 è invece previsto l’allunaggio vero e proprio, che la NASA ha in programma di attuare portando «la prima donna e la prima persona di colore» sul suolo lunare.
Il piano prevede inoltre la costruzione di Lunar Gateway, una sorta di piccola base orbitale intorno alla Luna che servirà per ospitare gli equipaggi e le strumentazioni. Dovrà inoltre consentire a Orion e ad altri veicoli spaziali di attraccare, compresi quelli che trasporteranno fisicamente gli astronauti sulla Luna. E al momento questi veicoli non esistono.
La NASA ha di recente affidato a SpaceX, l’azienda spaziale statunitense del miliardario Elon Musk, il compito di sviluppare un sistema per farlo sfruttando Starship, l’enorme astronave ancora in fase di sviluppo della società. Il contratto da 3 miliardi di dollari prevede che SpaceX porti a termine velocemente il progetto e che dimostri le capacità di Starship di allunare. A oggi Starship, in costruzione in un grande cantiere-base di lancio in Texas, non ha mai lasciato la Terra e nonostante i lavori proseguano velocemente ci sono dubbi sulla possibilità di rispettare i tempi indicati dalla NASA.
In futuro Musk intende comunque usare Starship come sistema autonomo, che possa partire dalla Terra, raggiungere la Luna (e un giorno Marte), allunare e tornare poi sul nostro pianeta. Se dovesse riuscire in questo intento, potrebbe rendere obsoleto in poco tempo SLS e ridurre enormemente i costi per i viaggi lunari. Secondo alcuni osservatori il costoso razzo della NASA potrebbe quindi avere vita molto breve, pur essendo al suo primo viaggio.