I suoi secondi quarant'anni

A quarant'anni dal primo viaggio umano sulla Luna, quali sono gli 'scenari spaziali' che ci attendono nel prossimo futuro?

Anche su queste "pagine", l'evento del 40° anniversario dell'esplorazione lunare, non poteva certo passare inosservato! Non foss'altro per averlo già nominato - en passant - nell'articolo dedicato all'Apollo Guidance Computer, "Un computer di pelle di pollo...", pubblicato in questo stesso sito lo scorso 18 maggio 2009 (Digitando, digitando... n. 19).

Quindi... effettuata una velocissima ricerchina su YouTube, giusto per "dovere di cronaca" piazzo qui accanto un breve video dello storico allunaggio (così la coscienza è a posto...) e, rimanendo in tema di pagine, la voltiamo! :-)

Già... proprio onde evitare di pubblicare, sempre in questi giorni, il milionesimo-e-uno articolo sullo storico evento, preferisco di gran lunga proporvi un breve viaggio nel futuro. Non di sapore vagamente fantascientifico, ma narrandovi ciò che "caxxarola" stanno combinando la NASA e le altre Agenzie aerospaziali europee e asiatiche con i loro progetti, esperimenti, piani d'esplorazione e quant'altro per il prossimo/immediato futuro.

Sempre per dovere di cronaca (eccheppalle... :-) vorrei precisare che non sono, né mi ritengo di certo, un esperto in materia aerospaziale - a ben guardare non mi reputo "granché esperto" di nulla... - sono solo il tipico, ancorché caratteristico :-), appassionato di tecnologia, con le recchie ben sintonizzate sulle cose interessanti.

Immagino (o per meglio dire... "spero") non solo per me.

Oggi...

Allora... dicevamo... in questi giorni, settimane, mesi, non si fa altro che parlare della conquista della Luna, avvenuta ben 40 anni fa, alle 20:17:40 UTC del "mitico" 20 luglio 1969 (l'ho detto!!! :-)))

Ma che cosa è successo, sempre nei confronti del nostro luminoso satellite, DOPO le esplorazioni lunari delle missioni Apollo? Mi sono documentato un po'... appena un po'... e mentre credevo che tutte le menti aerospaziali si fossero, successivamente, concentrate solo sulle sonde automatiche dirette verso gli altri corpi celesti e sulla più recente Stazione Spaziale Internazionale (ISS), mi sono dovuto piacevolmente ricredere apprendendo come in questi anni tant'altro s'è continuato a fare nei confronti della nostra amata Sorella Luna.

Quello che vedete riprodotto qui a lato è il Lunar Reconnaissance Orbiter, lanciato un po' in sordina, appena poche settimane fa da Cape Canaveral (tanto per cambiare!), assieme al Lunar CRater Observation and Sensing Satellite.

Sta già girando attorno alla Luna - ovviamente è arrivato "sul posto" pochi giorni dopo il lancio - per esaminare e studiare da vicino la superficie lunare con varie strumentazioni di bordo e (rullo di tamburo...) identificare possibili aree di allunaggio per le future missioni d'esplorazione lunare: questi fanno sul serio!!! :-)

Ancor più interessante, e non solo per essere figlia dell'Agenzia Spaziale Europea, la missione SMART-1 iniziata nel settembre 2003. La particolarità di questo viaggio verso la Luna - durato, come dice Zia Wiki, la bellezza di circa 15 mesi, contro i soliti 3-4 giorni "normalmente" previsti - consiste nel fatto che è stato sperimentato un innovativo motore a ioni, sicuramente molto lento, ma poco bisognoso di energia: e di questi tempi... :-)))

Scopo della missione europea è stato quello di effettuare una ricognizione completa della superficie lunare (chissà... nel frattempo... fosse successo qualcosa di nuovo... :-) producendo una mappa ai raggi X. Immagino alla ricerca di acqua e altri "materiali" interessanti per una futura colonizzazione del Satellite.

La SMART-1, che come tutte le sonde spaziali non torna mai indietro sui suoi passi, ha terminato la sua attività schiantandosi, come previsto dal programma, sul suolo lunare un paio di anni dopo: la sua disintegrazione al suolo è stata addirittura visibile dalla Terra, ovviamente utilizzando potenti telescopi, anche amatoriali.

Quasi contemporaneamente o poco dopo, lato "altra sponda del mondo" (leggasi: Giappone, Cina e India) i relativi scienziati non sono certo rimasti con le menti in mano. Da segnalare la missione giapponese SELENE del 2007, dedicata alla mappatura delle anomalie gravitazionali lunari, effettuata utilizzando anche due piccoli satelliti che affiancavano l'orbiter principale: stavano forse cercando il monolito TMA-1 di 2001 Odissea nello spazio?

La Cina, di cui si sa sempre troppo poco (almeno di quello che sarebbe interessante conoscere...), sempre nel 2007 ha effettuato la sua prima missione di esplorazione orbitale lunare denominata Chang'e. Analogamente l'India, l'anno successivo, ha esplorato la superficie lunare con la propria sonda orbitale Chandrayaan-1. A questa era abbinato anche un impattatore (un dispositivo accessorio usa e getta, da lasciar cadere sulla Luna per altre rilevazioni) dotato di uno spettrometro di massa, un altimetro e -perché no? - di un'indispensabile telecamera.

... & domani

Volendo coniare (anche se sarebbe più giusto dire "clonare") uno slogan per le future missioni lunari, non credo vi sia nulla di più azzeccato un gustosissimo: "Du' razz is megl che uàn!!!" :-)

(nota: vi confesso che volevo intitolare in questo modo l'intero articolo... poi, però, mi sono vergognato e ho desistito!)

Già, per chi non lo sapesse - e io, in tutta sincerità, non ne sapevo nulla fino a qualche giorno addietro (ve l'avevo detto che non sono un esperto di questa appassionante materia!) - le prossime avventure "umane" sul nostro satellite naturale avverranno lanciando non uno, ma due distinti razzi vettori. La missione Apollo, si sa, era basata viceversa su un unico razzo - il famosissimo Saturno V - che portava in grembo sia l'equipaggio umano che l'intero ambaradan tecnologico-strumentale per il successivo l'allunaggio e l'esplorazione lunare.

L'idea, viceversa, di utilizzare più semplicemente un'unica astronave "completa" in grado di partire dalla Terra, atterrare sulla Luna, ripartire da questa e far ritorno sul nostro pianeta fu scartata, a quanto pare, già nei primi anni sessanta. Sarebbe stato necessario portarsi dietro troppo combustibile per poter intraprendere il viaggio di ritorno dalla superficie lunare, facendo ripartire da lì una "intera" astronave in grado di far rientro sulla Terra.

Nel programma Apollo, come noto, dal modulo di comando in orbita lunare si distaccava il leggerissimo modulo di atterraggio che, dopo il rientro degli astronauti, veniva abbandonato nello spazio.

Bene, lo schema di massima di Constellation - questo il nome ufficiale del nuovo programma spaziale americano - per quanto riguarda questo singolo aspetto non si discosta molto da quello, originario, di quasi 50 anni fa.

In realtà il programma Constellation non nasce, unicamente, per riportare l'uomo sulla Luna: forse un giorno saranno utilizzati anche per le missioni su Marte. Il suo primo scopo, però, ancor prima delle spedizioni lunari, sarà quello di mandare in pensione gli Space Shuttle, dopo quasi trent'anni (marò, come passa il tempo!) di onorato servizio... e un paio di indimenticabili incidenti (1986 e 2003) che, come tutti ricorderanno, hanno provocato la morte di ben 14 astronauti :-(

Quindi, almeno inizialmente, i razzi Ares I e Ares V, saranno utilizzati per portare astronauti, rifornimenti e attrezzature alla Stazione Spaziale Internazionale, in via di completamento.

Più dettagliatamente, Ares I sarà il razzo per l'equipaggio, che viaggerà all'interno della capsula Orion, simile quest'ultima alla capsula Apollo, di dimensioni e capacità ben superiori: sarà in grado di ospitare da 4 a 6 astronauti, contro gli appena 3 del "vecchio modello"!

Il razzo di spinta, dello stadio n. 1, deriva strettamente da quelli utilizzati dallo Space Shuttle: si tratta di un Solid Rocket Booster (razzo a combustibile solido), in questo caso "potenziato" a 5 segmenti.

Viceversa, sempre per la serie "un si butta nulla" :-) il motore dello stadio n. 2, il propulsore J-2X, è derivato dal J-2 del glorioso Saturno V: quella "X" aggiunta - quasi fosse una berlina sportiva o una moto grintosa - sta a significare una spinta maggiore, pari a un buon 20% in più, rispetto al propulsore dal quale deriva. Non male... :-)

Ben due Solid Rocket Booster spingeranno, viceversa, il missile cargo Ares V. Lì il carico sarà assai più pesante (fino a 130 tonnellate!!!) e quindi una spinta maggiore è strettamente indispensabile.

Come avviene per gli Space Shuttle, anche nel caso dei razzi Ares del programma Constellation i propulsori a combustibile solido non saranno del tipo "usa & getta", ma verranno recuperati per un successivo riutilizzo degli stessi. Lo stesso sarà per la capsula Orion, "riciclabile" per una decina di volte.

Bene, tutto ciò premesso, come avverrà il prossimo viaggio dell'uomo sulla Luna?

La prima astronave a partire, come facilmente prevedibile sarà il missile cargo Ares V. Come già detto, non trasporterà equipaggio ma solo materiali. In questo caso il modulo di allunaggio Altair (successore del glorioso LEM, Lunar Excursion Module, denominato Eagle) e l'altrettanto importante Earth Departure Stage (Stadio di Partenza dalla Terra, nell'illustrazione qui in basso).

Quest'ultimo sarà il sistema di propulsione principale in direzione della Luna, in grado cioè di "spingere" l'intero blocco costituito dal modulo lunare Altair e dalla capsula Orion (contenente l'equipaggio e inviata qualche giorno dopo attraverso il razzo vettore Ares I) fuori dall'orbita terreste, verso quella lunare.

Una volta giunti a destinazione, nell'orbita lunare, lo scenario sarà praticamente identico a quello deja-vu di circa 50 anni prima: gli anni passano, si sa, ma certe "tradizioni" restano! :-)

Il modulo di allunaggio si staccherà dal modulo di comando che resterà in orbita ad attendere il termine dell'esplorazione. E, come il LEM delle missioni Apollo, al rientro la sola parte superiore di questa navicella, sfruttando ancora una volta la parte inferiore come base di lancio, si solleverà dal suolo lunare per ricongiungersi al modulo di comando.

Qui gli astronauti di ritorno dall'esplorazione al suolo si uniranno ai colleghi orbitanti, il modulo di allunaggio (o per meglio dire "quel che resta") sarà abbandonato nello spazio e tutti insieme appassionatamente potranno ritornare coi piedi per... Terra!

Chiaramente le similitudini col programma originario degli anni 60 non finiscono qui: anche il rientro nell'atmosfera terrestre avverrà in maniera analoga e l'atterraggio vero e proprio sarà "rallentato" dai consueti tre paracadute.

L'unica differenza, ancora in fase di verifica, riguarderà la possibilità di terminare il viaggio sulla terra ferma (invece che in acqua, nell'oceano) grazie all'utilizzo di appositi airbag inferiori in grado di attutire l'impatto con la superficie (dura) terrestre. Tutto qui.

Tutto qui??? E su Marte?!?

Le esplorazioni spaziali del prossimo futuro (ovvero quello che molti di noi, almeno si spera, riusciranno a vedere) non dovrebbero fermarsi di certo al "banale" ritorno dell'uomo - e si spera della donna - sulla Luna.

Nei programmi semi ufficiali della Nasa e delle altre Agenzie Aerospaziali (l'unica cosa che ancora manca sono i soldi, non certo le capacità tecnico-scientifiche dei vari "pensatori"), alla nuova conquista della Luna farà seguito una prima colonizzazione, se così vogliamo chiamarla. Verrà installata una stazione lunare che, oltre a rappresentare un "punto fermo" per le ricerche sul nostro Satellite, sarà probabilmente (anche se ci sono progetti più interessanti che non prevedono questa possibilità) la base di lancio per le missioni umane su Marte.

Queste, già si sa, non avverranno prima del 2030-2040: un po' di pazienza... e su! :-)

Gli esperimenti in tal senso, per quanto possa sembrare anacronistico - visto gli anni che ancora mancano - sono in realtà già iniziati. È notizia di questi giorni (ma quante cose sono successe in queste settimane???) la conclusione della prima fase dell'esperimento che, se permettete - con uno sforzo di fantasia senza precedenti!!! - definirei "Grande Fratello Marziano".

In Russia, in collaborazione con le altre Agenzie Aerospaziali, a marzo di quest'anno è partito il programma Mars 500. L'obiettivo della "missione" è testare la con...vivenza di un equipaggio sigillato in una finta astronave per tutto il tempo necessario per una esplorazione su Marte, viaggio di andata e ritorno compresi.

Le condizioni, a parte la gravità che rimarrà ovviamente quella terrestre, saranno rispettate in pieno: l'equipaggio sarà alimentato con i pasti tipici degli astronauti, "ossigenato" artificialmente tramite scorte gassose preposte allo scopo, senza vedere la luce solare e quindi senza il fisiologico ciclo giorno-notte. Pare che quest'ultima sia stata una delle difficoltà maggiori per tali (fortunati?) "astronauti".

La prima fase della missione si è limitata, come previsto dal programma, ad "appena" 105 giorni.

Successivamente verrà dato corso alla fase 2, che prevede una permanenza in queste condizioni per circa 500 giorni, pari al tempo di andata, ritorno e delle meritate esplorazioni sul pianeta rosso.

Proprio per quest'ultimo scopo, come visibile nell'illustrazione in alto, è stata prevista un'area esterna alla finta astronave (è tutta in legno!!!) che riprodurrà il suolo marziano per le simulazioni extraveicolari con tanto di tute spaziali.

Hai capito!!! :-)))

Finanche le comunicazioni con il centro di controllo a pochi metri da loro avviene con il ritardo tipico della distanza, nel frattempo, ipoteticamente "percorsa". Trattandosi via via di decine e decine di milioni di chilometri, può valere anche diversi minuti tra una domanda e la successiva riposta: "Pronto, qui GF-Mars, mi sentite?" - e dalla Base Terra, dopo un caffè, e forse una sigaretta... - "Sì, vi sentivo... dite pure!" :-)))

Comunque, tornando seri..., l'esplorazione umana su Marte porrà in ogni caso ben altri problemi. La distanza è comunque elevata anche nella migliore ipotesi.

Si sa, infatti, che la Terra e Marte non stanno fermi nel sistema solare e quindi prevedere la partenza nel momento in cui si creano le condizioni per un viaggio di andata più breve possibile significa, poi, stare sul pianeta pochissimi giorni per ripartire prima che si allunghi troppo il viaggio di ritorno: ma ne vale la pena fare tutto 'sto viaggio per scattare qualche foto e raccogliere da terra qualche sassolino rosso???

Più verosimilmente, gli astronauti rimarranno lì molti mesi aspettando la prossima "corsa": la successiva finestra di lancio in cui il viaggio sarà nuovamente "breve", ma sempre dell'ordine di alcune decine di milioni di chilometri e tanti, tanti mesi di permanenza a bordo!

Molto ambizioso, ma tecnicamente fattibile, il programma Mars Direct prevede di fatto un completamento per gradi della missione umana sul pianeta rosso. Volendo stringere al massimo, tale programma prevede l'invio di un primo razzo - sempre della serie Ares/Constallation - senza equipaggio umano, diretto su Marte.

A bordo ci sarà l'Earth Return Vehicle, il mezzo che permetterà alla fine della missione il ritorno sulla Terra dei (fortunati!) astronauti. Caratteristica molto interessante di questo veicolo è la sua capacità di produrre in loco, sfruttando l'atmosfera marziana, il propellente per il viaggio verso la Terra, che quindi non dovrà essere portato da "qua giù", se non in minima parte.

Attraverso una relativamente semplice serie di reazioni chimiche, combinando una piccola quantità di idrogeno (di quello "nostrano", portato cioè dalla Terra) con il biossido di carbonio presente su Marte, in una decina di mesi di attività sarà possibile creare le circa 100 tonnellate di propellente necessarie per il rientro sul nostro pianeta.

Dopo un paio d'anni abbondanti dal primo invio, al presentarsi di una nuova finestra di lancio favorevole, un secondo razzo porterà sul suolo marziano la Mars Habitat Unit: l'unità abitativa per l'equipaggio durante l'esplorazione locale che, come detto, potrebbe durare anche moltissimi mesi.

Alla finestra di lancio ancora successiva, ovvero due anni e passa dopo, sarà finalmente la volta dell'equipaggio, che troverà sul pianeta rosso già tutto pronto per la permanenza e per il rientro. La medesima finestra di lancio utilizzata per inviare gli astronauti, a quanto pare, verrà utilizzata anche per depositare su Marte un altro Earth Return Vehicle per la missione successiva, due anni dopo, che si svolgerà con le medesime modalità.

E così via, fino a quando... non finiscono i soldi! :-)))

(per inciso, il costo del programma Mars Direct è stimato essere pari a 55 miliardi di dollari: azz!)

Dulcis in fundo... :-)

Concludo questa breve carrellata sulle attuali e sulle future esplorazioni lunari (aspiranti Marziane) proponendovi questo video della Nasa, dalla bellezza sconvolgente (sempre a parer mio... s'intende!).

Riassume in pochi minuti un viaggio andata e ritorno sulla Luna, con relative esplorazioni, secondo il programma Constellation.

È di una fedeltà incredibile: si fatica un po' a credere che sia "solo" una animazione di computer grafica! Ovviamente, non potrebbe essere in altro modo, visto che i razzi in questione non sono stati ancora costruiti se non... a tavolino.

È incredibile quanto abbiano curato il realismo fino all'inverosimile: nel video, al momento del lancio dei razzi, in particolare per il secondo dei due, hanno riprodotto finanche le vibrazioni della "telecamera" durante l'ipotetica ripresa a distanza ravvicinata del vettore spaziale in partenza!

Proprio in questi giorni, durante i quali un po' tutte le televisioni tornano continuamente sull'argomento Apollo 11 con l'approssimarsi del 40° anniversario dello sbarco sulla Luna, mi è capitato di vedere un'animazione preparata in vista di quella storica missione. Risale, quindi, agli anni 60 ed è certamente un documento "storico": l'ho subito messo online su YouTube, a questo indirizzo.

Beh... che si trattasse di una "eternità fa", riguardo al progresso nelle animazioni, è proprio evidente! Molto, molto più di quanto (non) sia lontano lo stesso programma Constellation dall'antesignano Apollo, del millennio scorso!

AdP