(di Riccardo Cattaneo)
Servendosi della navicella Orion, dello Space Launch System e del Gateway, la NASA ha già pianificato le missioni Artemis 1, 2 e 3[1], che decolleranno dallo storico complesso 39B del Kennedy Space Center[2], già utilizzato per il programma Apollo. Dopo il test effettuato nel 2014, Artemis 1 – originariamente denominata Exploration Mission-1 – sarà il secondo volo di Orion, spinta per la prima volta dallo Space Launch System (in configurazione Block 1)[3]. Durante questa missione, la navicella verrà lanciata insieme allo European Service Module allo scopo di dimostrare i sistemi di volo e di supporto vitale prima di una missione con equipaggio. Le comunicazioni del programma Artemis con la Terra saranno invece garantite attraverso il Deep Space Network[4]. Sebbene inizialmente prevista per la seconda metà del 2020, i ritardi nello sviluppo di SLS rischiano di causare ritardi, tanto che Jim Bridenstine, Amministratore della NASA, ha ipotizzato che Artemis 1 potrebbe essere eseguita con un lanciatore commerciale (ad esempio, un Falcon Heavy di SpaceX)[5]. Questo comporterebbe però la riduzione della massa del payload, in quanto attualmente non esistono lanciatori potenti quanto SLS[6].
Artemis 1 è l’unica delle tre missioni programmate di cui è disponibile un piano di volo dettagliato. Essa trascorrerà infatti 25 giorni nello spazio, sei dei quali in orbita lunare retrograda, per poi ammarare nell’oceano Pacifico[7]. Allo scopo di studiare gli effetti sugli esseri umani di missioni nello spazio profondo, il compartimento dell’equipaggio di Orion sarà occupato da due fantocci antropomorfi, uno dei quali protetto da un giubbotto antiradiazioni[8]. Questo consentirà di sviluppare sistemi capaci di fornire adeguata schermatura alle radiazioni spaziali, alle tempeste solari e ai raggi cosmici. Artemis 1 porterà con sé tredici cubesat a basso costo come payload secondari, alcuni dei quali ancora in corso di selezione. Questi avranno obiettivi disparati, quali la mappatura del ghiaccio d’acqua e di idrogeno nel polo sud lunare, la dimostrazione tecnologica dell’aggancio ad un near-Earth asteroid (NEA), lo studio dell’effetto delle particelle del vento solare sulla Luna, l’analisi dell’effetto delle radiazioni nello spazio profondo su microorganismi e altri esperimenti minori[9].
Nel 2023 sarà invece la volta di Artemis 2 – originariamente Exploration Mission-2 –, anch’essa lanciata dallo Space Launch System in configurazione Block 1[10]. Precedentemente alle direttive dell’amministrazione Trump, in questa fase era previsto lo svolgimento della Asteroid Redicect Mission, con cui una sonda robotica avrebbe recuperato un masso di quattro metri da un NEA da immettere in orbita lunare, laddove sarebbe stato raggiunto da astronauti a bordo di Orion[11]. Il presidente Trump ha però deciso di cambiare nome e obiettivo della missione, rendendo Artemis 2 la prima dal 1972 a portare un equipaggio oltre l’orbita bassa terrestre[12]. Sebbene il piano della missione non sia ancora stato definitivamente fissato, si teorizza una durata minima di 8 giorni, nei quali sarà svolta una trans-lunar injection (TLI) molto simile a quella percorsa da Apollo 8 e 13 (sebbene in quest’ultimo caso, per causa di forza maggiore). La missione potrà essere estesa fino a un limite di 21 giorni per il completamento di obiettivi secondari. Equipaggiato con lo European Service Module, Orion svolgerà due orbite terrestri prima di immettersi in un’orbita ellittica per ricevere un gravity assist dalla Luna. Questo consentirà alla capsula di tornare verso la Terra senza propulsione per poi ammarare nel Pacifico[13]. In caso di successo, la missione dimostrerà definitivamente la capacità di Orion di portare esseri umani in orbita lunare.
La bozza di missione di Artemis 2 risulta estremamente simile a quella di #dearMoon, progetto ideato nel 2018 dal magnate giapponese Yusaku Maezawa. Egli ha finanziato questa iniziativa allo scopo di portare alcuni artisti in orbita lunare, per permettergli di trovare l’ispirazione per la creazione di opere d’arte sul tema della pace nel mondo. Si tratta di un progetto rivoluzionario, in quanto prevedrà il primo volo in orbita lunare a scopo esclusivamente turistico. Il programma di volo prevede il decollo nel 2023 – stesso anno di Artemis 2 – con uno Starship-Super Heavy (Big Falcon Rocket) di SpaceX, lanciatore a due stadi che, una volta ultimato, dovrebbe essere il più potente mai costruito[14]. Lo stadio superiore, chiamato Starship, percorrerà quindi un’orbita lunare pressoché identica a quella prevista da Artemis 2, svolgendo quindi alcune orbite terrestri prima di sorvolare la Luna e rientrare sulla Terra[15].
Nel 2024 giungerà invece il momento di Artemis 3, prima missione dal 1972 che tenterà di compiere un allunaggio con equipaggio[16]. A bordo di Orion, lanciata da SLS in configurazione 1 o 1B[17], i quattro astronauti raggiungeranno il Gateway. È quindi necessario che l’intero sviluppo del programma Artemis proceda secondo i piani, garantendo entro il lancio di Artemis 3 l’operatività dei moduli essenziali della stazione cislunare. Questo implica che il Power and Propulsion Element (PPE), lo European System Providing Refuelling, Infrastructure and Telecommunications (ESPRIT), lo US Utilization Module e i lander commerciali debbano essere già operativi prima dell’arrivo degli astronauti[18]; in caso contrario, la missione dovrà essere ritardata. La bozza di programma di Artemis 3 prevede dunque l’attracco di Orion al Gateway, dal quale gli astronauti si imbarcheranno su un lander commerciale per allunare nel bacino Polo Sud-Aitken[19] – un enorme cratere di 2.500 chilometri di diametro –. Sebbene non sia ancora stato previsto un preciso piano di missione, si stima che Artemis 3 avrà una durata di trenta giorni, la maggior parte dei quali trascorsi sul Gateway, mentre il rientro a Terra avverrà ammarando nell’oceano Pacifico[20].
La NASA ha anche iniziato a teorizzare missioni successive, condannate a rimanere sulla carta fino a quando non saranno stanziati i finanziamenti per il loro svolgimento[21]. Gli Stati Uniti hanno più volte affermato che il programma Artemis sarà l’inizio di una nuova età di esplorazione lunare, che avrà come obiettivo la sostenibilità di missioni con equipaggio nello spazio profondo. Questo è infatti un tassello fondamentale per il raggiungimento dell’obiettivo di lungo termine: l’esplorazione umana di Marte. Sebbene il programma sia sotto la leadership statunitense, le partnership internazionali permetteranno a molti altri Paesi di sviluppare tecnologie in un ambiente mai esplorato. La NASA riuscirà invece a rivoluzionare totalmente le proprie architetture spaziali, aprendo le porte a una nuova entusiasmante età di esplorazione umana dello spazio. Nel frattempo, vi è anche la speranza che il tessuto commerciale e industriale privato riesca a crescere fino a creare una vera economia spaziale, rendendo quindi lo spazio, anche profondo, sempre più accessibile, sfruttabile ed esplorabile.
Note [1] NASA, Forward to the Moon: NASA’s Strategic Plan for Lunar Exploration, 6 giugno 2019. [2] Cfr. NASA, Vice President Unveils NASA Spacecraft for Artemis 1 Lunar Mission on Moon Landing Anniversary, 20 luglio 2019. [3] Cfr. S. Clark, SLS mobile launcher moves to pad 39B for final exams, Spaceflight Now, 28 giugno 2019. [4] NASA, Around the Moon with NASA’s First Launch of SLS with Orion, 8 marzo 2018. [5] E. Berger, NASA chief says a Falcon Heavy rocket could fly humans to the Moon, Art Technica, 4 aprile 2019. [6] C. Gold, How Does NASA’s New Mega-Rocket Compare to the Falcon Heavy?, Futurism, 28 febbraio 2018. [7] NASA, Around the Moon with NASA’s First Launch of SLS with Orion, cit. [8] ESA, Radiation for dummies. [9] NASA, Hitchhiking Into the Solar System: Launching NASA’s First Deep-Space CubeSats. [10] NASA, NASA’s First Flight With Crew Important Step on Long-term Return to the Moon, Missions to Mars, 27 agosto 2018. [11] NASA, What Is NASA's Asteroid Redirect Mission?. [12] NASA, Explore Moon to Mars. [13] NASA, NASA’s First Flight With Crew Important Step on Long-term Return to the Moon, Missions to Mars, cit. [14] E. Ralph, SpaceX’s Elon Musk says Starship, Super Heavy will have more than 40 Raptor engines, Teslarati, 21 luglio 2019. [15] Sito ufficiale di #dearMoon. [16] NASA, Explore Moon to Mars, cit. [17] Cfr. S. Clark, SLS mobile launcher moves to pad 39B for final exams, Spaceflight Now, cit. [18] NASA, Explore Moon to Mars, cit. [19] NASA, A Few Things Artemis Will Teach Us About Living and Working on the Moon, 16 luglio 2019. [20] Cfr. J. Carter, From Apollo 11 To Artemis 3: Here’s NASA’s Mission Timeline For Putting Humans Back On The Moon, Forbes, 22 luglio 2019. [21] T. Fernholz, Trump wants $1.6 billion for a moon mission and proposes to get it from college aid, Quartz, 14 maggio 2019.