Missioni Artemis: stato attuale e prospettive

12 settembre 1961, nello stadio della Race University John Fitzgerald Kennedy annunciò davanti a 35mila persone che entro la fine del decennio il primo uomo sarebbe sbarcato sulla Luna.
20 luglio 1969, ore 20:17:40 UTC, Neil Armstrong e Buzz Aldrin, dopo il folle volo, toccarono per la prima volta il suolo lunare. 
2024, a distanza di quasi 55 anni dall’allunaggio, l’uomo tornerà sulla Luna, questa volta nella prospettiva di restarci in maniera duratura e sostenibile.

Come comunicato dall’amministratore della NASA Jim Bridenstine, a portare la prima donna e il prossimo uomo sulla Luna entro il 2024 sarà il Programma Artemis, nome che deriva dalla mitologia greca e precisamente da Artemide, sorella di Apollo, dea della caccia e personificazione della Luna. L’agenzia spaziale americana non sarà sola in questa stupefacente missione: al suo fianco ci saranno infatti tutti i più grandi Long Standing ISS partners, ovvero CSI, ESA, JAXA e ROSCOSMOS. Alla base del programma vi è proprio la collaborazione internazionale, regolata dagli Artemis Accords, firmati il 13 ottobre 2020 ad implemento degli OST (Outer Space Treaty) del 1967. Questi accordi hanno lo scopo di far sì che tutte le attività svolte dalle agenzie spaziali dei diversi Paesi abbiano fini pacifici per la creazione di un ambiente «sicuro, trasparente, che faciliti l’esplorazione, la scienza e le attività commerciali, nel bene di tutta l’umanità». Per l’Italia, firmatario degli Artemis Accords è Riccardo Fraccaro, ex sottosegretario alla Presidenza del Consiglio con delega alle politiche per lo spazio. Proprio il nostro Paese avrà un ruolo fondamentale nella realizzazione del modulo di servizio della capsula che porterà l’uomo sulla Luna e di diverse infrastrutture che saranno utilizzate sul suolo del satellite terrestre. L’Italia, inoltre, è l’unico Paese, oltre agli Stati Uniti, a collaborare alla realizzazione dello Human Landing Module, per la discesa degli astronauti sul suolo lunare.

Firma degli Artemis Accords. Credit: NASA Video (Click credit for full video)

L’obiettivo di Artemis è la costruzione di un ambiente stabile, sostenibile e autosufficiente sul suolo lunare che permetterà alla NASA e ai suoi Partners di effettuare lunghi test che permetteranno, un giorno, di mandare l’uomo su Marte. Questi straordinari obiettivi sono ben rappresentati nel logo stesso del programma, caratterizzato da una grande A, simbolo delle frecce di Artemide e dei lanci spaziali, che supera volutamente la superficie lunare, a simboleggiare che queste missioni non saranno un arrivo, bensì un punto d’inizio. La A poggia poi su una mezzaluna orizzontale di colore blu, la Terra, da cui parte una traiettoria rossa, opposta a quella del logo delle missioni Apollo.
Ad oggi le missioni pianificate sono tre, ma sono stati già proposti altri sei lanci fra il 2025 e il 2030. Vediamo di seguito in dettaglio quelle fino al 2024.

Piano di volo di Artemis I. Credit: NASA (click credit for larger version)

Artemis I

Artemis I, formalmente nota come Exploration Mission-1, è la prima fase del progetto e prevede un volo di collaudo, senza equipaggio, di Orion, la capsula che avrà il compito di portare l’uomo sulla Luna. Già testata all’interno delle fasce di Van Allen nel 2014 e già montata all’adattatore che servirà per unirla al SLS (Space Launch System), razzo vettore che porterà Orion in orbita, il primo lancio della capsula è previsto per la fine del 2021 dal complesso 39B del Kennedy Space Center di Cape Canaveral. Orion rimarrà circa 3 settimane in orbita retrograda attorno alla Luna e, una volta rientrata nell’atmosfera terrestre, cadrà nel Pacifico grazie ad un sistema di 11 paracaduti, già testati nel 2018. Il volo permetterà di verificare, oltre all’affidabilità di SLS e di Orion, il corretto calcolo della traiettoria, la funzionalità dello scudo termico (la capsula arriverà infatti ad una temperatura di circa 2700 C°) e, grazie a 13 Cubesat, dei satelliti cubici miniaturizzati, saranno raccolti numerosi dati dallo spazio che potranno essere utili per le prossime missioni lunari.
Come detto, la capsula non ospiterà astronauti. Per questo i display, i dispostivi di supporto vitale e la strumentazione di controllo sono stati sostituiti con sistemi in grado di controllare livello di radiazioni, pressioni e temperature su dei manichini che saranno inseriti a bordo di Orion.

Piano di volo di Artemis II. Credit: NASA (click credit for larger version)

Artemis II

La riuscita di Artemis I darà il via alle preparazioni di Artemis II con cui avverrà il primo volo con equipaggio verso la Luna dai tempi dell’Apollo 17 nel 1972. La missione vedrà 4 astronauti in orbita, per un totale di circa 10 giorni. Per prima cosa Orion orbiterà due volte attorno alla Terra così da avere il tempo di eseguire numerosi test. Innanzitutto sarà verificato il corretto funzionamento dei generatori d’ossigeno e di rimozione di diossido di carbonio e vapore causati dal respiro delle persone a bordo. Sarà poi verificata la funzionalità dei sistemi di comunicazione tramite il Deep Space Network (rete di antenne e di ricevitori che permette di rimanere in contatto con le sonde che esplorano il Sistema Solare), così come quella del generatore di energia e del controllore termico indipendente. A questo punto la capsula potrà staccarsi dal suo razzo per immettersi nella traiettoria che la porterà ad appena 7500 km dalla superficie del nostro satellite. In questa fase gli astronauti piloteranno Orion con il controllo manuale, così da confermare la manovrabilità della capsula e la conseguente possibilità di eseguire i docking di alta precisione (le manovre di aggancio con altre navicelle), fondamentali per le future missioni Artemis. Infine, Orion rientrerà sulla Terra seguendo una traiettoria di ritorno libero, cioè senza l’utilizzo del sistema propulsivo.

Piano di volo di Artemis III. Credit: NASA (Clik credit for larger version)

Artemis III

Artemis III sarà la seconda missione con equipaggio ed allunerà nella regione polare meridionale della Luna. Questa sarà già una vera e propria missione di superficie, della durata di quasi una settimana. Due dei 4 astronauti che lasceranno la Terra scenderanno sul suolo lunare attraverso l’HLS (Human Landing System). A realizzare il lander sarà SpaceX; questa concorreva con i progetti di National Team (formata da Blue Origin e Lockheedmartin) e Dynetics, ma la NASA, essenzialmente per fattori economici e di maggior semplicità tecnologica, ha scelto di affidare la costruzione dell’HSL all’agenzia di Elon Musk.
Scesi sul suolo lunare gli astronauti potranno contare su due tipi di veicoli: un rover depressurizzato, il Lunar Terrain Vehicle, per muoversi velocemente nel sito, e un mezzo pressurizzato, l’Habital Mobility Platform, che permetterà loro di spostarsi per grandi distanze (circa fino a 15km). In questa fase di Artemis saranno condotte almeno quattro passeggiate spaziali durante le quali sarà documentata la geologia della regione, collezionando diversi campioni del suolo da riportare sulla Terra. Vicino al sito di atterraggio, inoltre, dovrebbero esserci delle zone di ombra perenne caratterizzate da ghiacci in superficie che, potendo magari essere utilizzati per produrre carburante per i razzi o alimentare sistemi di supporto vitale, potrebbero essere decisivi per una futura stabile e autosufficiente base lunare.

Sistema di 5 airbag che capovolgeranno Orion una volta ammarrata. Credit: NASA

Gateway

A sostegno di Artemis, la NASA e i suoi partner hanno deciso di realizzare una stazione spaziale cislunare, il Gateway. Composto da 7 moduli e da un braccio robotico, esso sarà grande circa un sesto della ISS e giocherà un ruolo fondamentale, non solo per le missioni lunari, ma anche per quelle su Marte. I primi due moduli, il PPE (Power and Propulsion Element) e l’HALO (Habitation and Logistics Outpost), saranno integrati sulla Terra e lanciati con il Falcon Heavy nel 2024. Ruolo fondamentale nella realizzazione del Gateway lo avrà l’Italia, che contribuirà alla creazione di 3 dei 7 moduli di cui la stazione lunare sarà composta. Al momento le prime tre missioni Artemis non prevedono un ruolo del Gateway, ma esso sarà sicuramente uno dei principali protagonisti a partire da Artemis 4.

I 18 astronauti del team Artemis. Credit: NASA

Gli astronauti di Artemis

Il 9 dicembre 2020 la NASA ha annunciato i nomi dei 18 astronauti, 9 donne e 9 uomini, che parteciperanno al progetto Artemis. Provenienti per lo più dalle selezioni del 2013 e del 2017, ad oggi dieci di loro sono già stati nello spazio. Fra di loro ci sono anche Victor Glover, che ha volato per la prima volta come pilota della missione di SpaceX Crew-1, e Kate Rubins, rientrata sulla Terra dalla ISS il 17 aprile 2021.
Chiunque siano i primi quattro membri dell’equipaggio di Orion, è previsto che essi indosseranno due diverse tipologie di tute spaziali: una all’interno della capsula, di colore arancione in modo di facilitarne la visibilità nell’oceano nel caso in cui gli astronauti si trovino a dover abbandonare il veicolo senza l’aiuto del personale di recupero, e un’altra specializzata per le missioni in superficie lunare, dotata di un’autonomia di massimo 8 ore.

Test di SLS del 18 marzo 2021. Credit: SciNews

Artemis oggi

Ad oggi i preparativi per Artemis I procedono e il lancio di Orion è sempre più vicino. Il 18 marzo 2021, infatti, dopo il fallimento di gennaio, è stato completato l’ultimo Green Run test di SLS, i cui motori sono riamasti accesi per 8 minuti, raggiungendo così esattamente il tempo necessario perché il razzo raggiunga l’orbita terrestre, dove poi avverrà lo sgancio di Orion. SLS sarà ora inviato al Kennedy Space Center dove sarà integrato ai booster laterali e alla capsula stessa.

È chiaro che il programma Artemis costituisce non solo un grandissimo passo in avanti per la scienza, ma anche un’occasione di collaborazione fra diversi Paesi. Collaborazione nell’esplorazione spaziale, il campo di ricerca in cui le potenze mondiali si sono sfidate a spada tratta fin dagli anni Cinquanta del XX secolo. Missioni come questa stanno così dimostrando che davvero gli uomini non sono stati fatti per «viver come bruti, / ma per seguir virtute e canoscenza». Per seguire, cioè inseguire, e quindi conseguire, il sapere. Per espandere le proprie conoscenze in modo virtuoso, non solo per migliorarsi, ma per migliorare. Ed è esattamente questo lo scopo che oggi muove, ma che sempre dovrebbe muovere, la ricerca scientifica in questo e in qualunque altro campo. Artemis ne è più che mai la prova.  

Quindi ormai è certo: un giorno non troppo lontano guarderemo tutti la Luna sapendo che due di noi sono esattamente lì sopra. E 384403 km non ci saranno mai sembrati così pochi.