USA di nuovo sulla Luna dopo 52 anni: quali tecnologie porta con sé il lander Odysseus

Per carità, non ci sono ormai soltanto gli USA nella “corsa allo spazio”. Tanti Paesi, soprattutto nel corso degli ultimi anni, si sono distinti per le missioni concluse con successo (l’ultima a essere riuscita a portare lander e rover sulla Luna è il Giappone, a settembre 2023: qui la lista delle missioni lunari). La grande novità della missione IM-1 e del lander Odysseus, tuttavia, è che la NASA, agenzia governativa civile responsabile del programma spaziale e della ricerca aerospaziale degli Stati Uniti d’America, rafforza il suo legame con i partner commerciali privati che, diversamente rispetto all’approccio utilizzato in passato, rappresentano il vero e proprio motore per la realizzazione delle missioni, anche le più ambiziose. Con uno sguardo che resta sempre più puntato verso Marte.

Con Odysseus gli USA tornano sulla Luna dopo 52 anni

La storica missione Apollo 17, del dicembre 1972, fu l’ultima occasione in cui un lander, un rover e un equipaggio umano calcarono la superficie lunare. L’ultimo uomo a camminare sulla Luna è stato Eugene Cernan, comandante della missione, dopo la quale NASA chiuse definitivamente il programma Apollo. Insieme a Cernan c’era il collega Harrison Schmitt.

Il 22 febbraio 2024, seppur senza avvalersi di astronauti, gli USA hanno nuovamente effettuato un allunaggio con successo. Proprio in questo 2024, in cui si festeggiano 55 anni dalla storica impresa di Apollo 11 (l’allunaggio avvenne il 20 luglio 1969). È il lander commerciale Odysseus, progettato e realizzato dalla società Intuitive Machines, lanciato su un razzo SpaceX, nell’ambito di una missione NASA, a guadagnarsi l’importante riconoscimento.

Tre attori coinvolti: NASA, Intuitive Machine e SpaceX

Intuitive Machines è un’azienda selezionata e finanziata dalla NASA per il programma CLPS (Commercial Lunar Payload Services), con l’obiettivo di trasportare strumentazioni sulla Luna per esaminarne la superficie e l’atmosfera in preparazione alla missione Artemis III del 2026.

Conosciuto anche come Nova-C, Odysseus è progettato per trasportare carichi utili, incluse 6 strumentazioni della NASA e altri payload commerciali. Intuitive Machines ha ricevuto finanziamenti per altre due missioni future, denominate IM-2 e IM-3, che prevedono il lancio di lander simili nel 2024.

La collaborazione di SpaceX, società aerospaziale fondata nel 2002 da Elon Musk, con NASA è invece già nota: l’obiettivo dichiarato fin dall’inizio è quello di rendere le missioni nello spazio più  economicamente accessibili, riducendo i costi attraverso l’innovazione tecnologica.

SpaceX si è distinta per l’utilizzo di razzi riutilizzabili e ha collaborato con NASA su diversi progetti cruciali, come il lancio di equipaggi verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) tramite la navetta Dragon, ha anche sviluppato il razzo Falcon Heavy, uno dei più potenti nella storia delle missioni spaziali, e sta lavorando sul Super Heavy, che offrirà una spinta quasi doppia rispetto alle configurazioni attuali. Con Starship, inoltre, l’idea è quella di trasportare carichi pesanti in orbita e potenzialmente verso Luna e Marte.

Quali tecnologie porta con sé Odysseus

Centinaia di testate si sono prodigate nel fornire dettagli sulla missioni IM-1 che ha portato Odysseus sulla Luna. Pochi minuti dopo lo storico touchdown lunare, co-fondatore e direttore della missione per Intuitive Machines, Tim Crain, ha confermato che i tecnici a Terra avevano rilevato un “debole segnale” proveniente dall’antenna ad alto guadagno installata sul lander.

Dopo aver risolto i primi problemi di comunicazione, gli operatori impegnati nella gestione della fase post-allunaggio hanno a loro volta confermato che Odysseus è in posizione verticale e sta iniziando a inviare dati. Stanno lavorando per effettuare il download delle prime immagini della superficie lunare: agli interessati, suggeriamo di tenere d’occhio gli aggiornamenti di Intuitive Machines.

Il lander Odysseus ha utilizzato una serie di tecnologie avanzate per toccare il suolo lunare. Innanzi tutto, come accennato in precedenza, ha a bordo 6 strumenti NASA, il cui obiettivo consiste nel raccogliere dati utili alla pianificazione delle future missioni del programma Artemis, destinato a portare nuovamente degli astronauti sulla Luna.

Odysseus si trova vicino al cratere Malapert A, a circa 300 chilometri dal polo Sud lunare, un sito considerato importante per la pianificazione delle missioni future.

La tecnologie avanzate per garantire il successo della missione e aprire nuovi scenari

Con la missione che entra adesso nella sua piena fase operativa, i tre attori protagonisti dello “sbarco” sulla Luna di Odysseus hanno dimostrato l’utilizzo di tecnologie di comunicazione, navigazione e atterraggio di precisione.

Durante la fase di discesa, Odysseus ha utilizzato un strumento Lidar per determinare con precisione la velocità e la direzione del volo, permettendo un atterraggio più sicuro. La tecnologia si è inoltre rivelata particolarmente utile per superare un problema di navigazione verificatosi poco prima dell’allunaggio.

Il lander, inoltre, è dotato di materiali di isolamento sviluppati da Columbia Sportswear, progettati per proteggere l’intero sistema dalle temperature estreme registrate sulla Luna.

Gli strumenti scientifici NASA del quale è foriero il lander Odysseus hanno un’autonomia di funzionamento sulla superficie lunare pari a 7 giorni: sono progettati per studiare l’interazione tra il getto del razzo (“rocket plume“) e la superficie lunare, e l’interazione tra la superficie lunare e le condizioni atmosferiche nello spazio che a loro volta influenzano le osservazioni radioastronomiche. Si tratta di un aspetto rilevante per comprendere come le condizioni atmosferiche e spaziali possono influire sulla qualità delle osservazioni effettuate dalla Luna.

Il lander ha a bordo una fotocamera sviluppata dagli studenti della Embry-Riddle Aeronautical University: era programmata per scattare un selfie di Odysseus durante la fase di allunaggio.

A bordo di Odysseus c’è anche un’opera d’arte firmata da Jeff Koons, che contiene 125 piccole palline in acciaio inossidabile: rappresentano le varie fasi lunari in un mese.

Il Lidar utilizzato da Odyssus per la sua storica discesa sulla Luna

Durante la discesa, Odysseus ha utilizzato un sistema Lidar sperimentale chiamato Navigation Doppler Lidar (NDL) per muoversi in maniera più accurata.

NDL offre ampi benefici rispetto ai sistemi radar tradizionali grazie alla sua capacità di misurare con precisione la velocità e la distanza. Il risultato è figlio dell’utilizzo di impulsi laser riflessi verso il ricevitore, consentendo misurazioni dirette e precise della velocità per effetto Doppler. La distanza è determinata in base al tempo di viaggio della luce verso il bersaglio e ritorno.

I sistemi radar tradizionali, inoltre, non possono misurare indipendentemente velocità e gittata. Questo aspetto è invece cruciale per le operazioni di atterraggio sicure, poiché cambiamenti nella velocità o nella gittata possono portare a risultati catastrofici se non vengono accuratamente valutati. NDL affronta questo problema fornendo misurazioni indipendenti.

In conclusione, Luna come “palestra” e base per Marte

La missione IM-1 e il lander Odysseus hanno segnato l’inizio di un nuovo capitolo nell’esplorazione spaziale, sempre più aperta a investimenti e iniziative da parte del settore privato. Si tratta di un passo fondamentale verso la “democratizzazione” dei viaggi spaziali, rendendo le missioni lunari più accessibili e sostenibili a lungo termine, oltre che lo strumento essenziale per creare un punto di riferimento vicino alla Terra ideale per “avventure” molto più ambiziose.

José Hernández, ingegnere ed ex astronauta NASA, aveva dichiarato a inizio febbraio che gli USA cercheranno adesso di stabilire un “avamposto umano” a lungo termine sulla Luna. “Tutto ciò che facciamo sulla Luna, dovremo farlo anche su Marte“, ha aggiunto mostrando una slide PowerPoint che mette in evidenza come la distanza media tra Terra e Marte sia 588 volte superiore a quella tra Terra e Luna.

“Dobbiamo dimostrare che siamo in grado di sopravvivere fuori dalla Terra per lunghi periodi di tempo usando la superficie della Luna come una palestra. Perché Marte è a 225 milioni di  chilometri. Ed è un’enorme differenza“, ha chiosato Hernández.

L’immagine in apertura è di Intuitive Machines.