GLI OBIETTIVI

In accordo con la prentazione rilasciata dal direttore dell'agenzia spaziale indiana ISRO, Mylswamy Annadurai, gli obiettivi della missione sono:

  1. Espandere le tecnologie di Chandrayaan-1 e dimostrare le nuove tecnologie per le future missioni planetarie
  2. Schierare sul suolo lunare un lander capace di un atterraggio morbido e un rover per le analisi chimiche la cui missione dovrebbe durare un solo giorno lunare, cioè 14 giorni terrestri (anche se tutti si aspettano che venga tentato di ristabilire i contatti dopo la prima notte, così come avevano fatto i cinesi per la missione Chang'E 3
  3. Dotare l'orbiter di un payload in grado di migliorare gli obiettivi scientifici e la risoluzione dei dati di Chandrayaan-1. La sua missione durerà un anno.

LA MISSIONE

Il lancio di Chandrayaan-2 è programmato per marzo 2018 dallo spazioporto Andhra Pradesh di Sriharikota (che quest'anno ospiterà almeno un lancio al mese!).
La navicella a tre componenti, la cui massa combinata è di 3.250 chilogrammi (notevolmente più grande rispetto ai circa 1.300 chilogrammi di Chandrayaan-1 o del Mars Orbiter Mission), partirà in sella al vettore Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark 2 (GSLV Mk II). Il razzo parcheggerà Chandrayaan-2 in un'orbita ellittica terrestre che verrà modificata per settimane innalzandone l'apogeo, fino a quando questo non diventerà abbastanza alto per spedire la navicella sulla Luna con un'unica altra accensione dei motori.

I motori saranno avviati di nuovo per l'inserimento orbitale attorno alla Luna in un'orbita ellittica, mentre la navicella inizierà a frenare al periasse per finire su una traiettoria circolare di 100 chilometri. Tale orbita operativa potrebbe essere raggiunta in circa tre settimane, come era avvenuto per Chandrayaan-1.

Missione Chandrayaan-2: traiettoria dal lancio, all'inserimento orbitale attorno alla Luna, al rilascio del lander

 

 Crediti: ISRO / M. Annadurai

L'atterraggio avverrà in modo completamente automatizzato.
Il lander si separerà dall'orbiter frenando immediatamente fino a posizionarsi su un'orbita con un periasse di 18 chilometri. Poi, scenderà ancora fino ai 7 chilometri e a quel punto utilizzerà una telecamera per scattare foto della superficie lunare, determinarne la posizione relativa e la velocità rispetto alla mappa della regione di atterraggio. Stabilirà la traiettoria necessaria per raggiungere il luogo dell'allunaggio programmato e si porterà a 100 metri sopra la superficie. Utilizzerà un sensore per evitare i pericoli, mappare i potenziali rischi e selezionare una posizione sicura per il touchdown. Quindi, il lander scenderà lentamente fino a 2 metri sopra la superficie, spegnerà i motori e si lascerà cadere dolcemente sulla Luna; i suoi quattro appoggi assorbiranno lo shock dell'atterraggio. Il rover uscirà dal lander poco dopo per sfruttare al massimo la sua breve missione.

Chandrayaan-2 - traiettoria finale

La traiettoria finale di allunaggio della missione Chandrayaan-2 presentata a Torino il 27-29 giugno 2017
Crediti: ISRO / M. Annadurai et al

IL SITO DI ALLUNAGGIO

La zona di atterraggio selezionata è vicino al polo sud della Luna (e questa sarebbe una prima mondiale!).
Ancora non si hanno informazioni o conferme a riguardo ma sappiamo che i Russi, che in un primo momento dovevano partecipare alla missione fornendo il lander, avevano scelto due posizioni, sulla base dei dati del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) della NASA e della sonda giapponese Kaguya (o SELENE - Selenological and Engineering Explorer).
Le aree individuate, pur mostrando potenziale ghiaccio subito sotto la superficie, risultano ben illuminate dal Sole:

  • Sito principale: 87.2 gradi S, 68 gradi E, Shoemaker, Faustini
  • Sito di backup: 88,5 gradi S, 297 gradi E, de Gerlache

Chandrayaan-2 nella configurazione di lancio: orbiter e lander (che include il piccolo rover)

Chandrayaan-2 nella configurazione di lancio: orbiter e lander (che include il piccolo rover)
Crediti: ISRO

L'ORBITER

L'orbiter è fisicamente simile a Chandrayaan-1, stabilizzato sui tre assi con ruote di reazione.
Trasporta cinque strumenti scientifici:

  • Terrain Mapping Camera 2 (TMC-2), basato sul TMC di Chandrayaan-1, eseguirà la mappatura 3D della superficie lunare utilizzando due telecamere
  • Collimated Large Array Soft X-ray Spectrometer (CLASS), basato sul C1XS di Chandrayaan-1, mapperà l'abbondanza dei principali elementi rocciosi sulla Luna tra cui Mg, Al, Si, Ca, Ti e Fe
  • Chandra's Atmospheric Composition Explorer(ChACE-2) uno spettrometro di massa basato su CHACE di Chandrayaan-1
  • Synthetic Aperture Radar (SAR), eseguirà la mappatura radar della superficie arrivando fino a qualche decina di metri di profondità, per rilevare i diversi costituenti compreso il ghiaccio d'acqua
  • Imaging Infra-Red Spectrometer (IIRS), sensibile alle lunghezze d'onda tra 0,8 e 5 micron, ha lo scopo specifico di mappare l'abbondanza molecole d'acqua e ossidrile

Infine, a supporto delle operazioni, l'Orbiter High Resolution Camera (OHRC) eseguirà l'imaging ad alta risoluzione del sito di atterraggio prima della missione del lander.

IL LANDER

Il lander ha la forma di una piramide tronca a base quadrata, costruita attorno ad un cilindro che ospita il serbatoio di propellente.
Il sistema di propulsione comprende quattro motori regolabili che possono fornire ciascuno 800 newton di spinta e 8 razzi per il controllo dell'assetto da 50 newton ciascuno.
Comunicherà direttamente con la Terra.
Il suo sistema Hazard Detection and Avoidance (HDA) contiene più fotocamere che verranno utilizzate per determinare e controllare il sito di atterraggio. HDA contiene anche altimetri a microonde e laser ed un velocimetro laser Doppler.

Una volta allunato, il suo carico scientifico è costituito da:

  • Instrument for Lunar Seismic Activity (ILSA) che studierà i terremoti lunari
  • Chandra’s Surface Thermophysical Experiment (ChaSTE) che misurerà le proprietà termiche della superficie lunare
  • Radio Anatomy of Moon Bound Hypersensitive ionosphere and Atmosphere (RAMBHA-Langmuir Probe) che misurerà la densità del plasma vicino alla superficie e come questo cambia nel corso della giornata lunare.

E, naturalmente, il lander trasporterà il rover.

IL ROVER

Il rover è molto piccolo, grosso modo come Sojourner, e pesa 20 chilogrammi.
Utilizza un sistema di movimento rocker-bogie con sei ruote motorizzate indipendenti ma a differenza dei rover della NASA, queste non sterzano:la sterzata avviene girando le ruote a velocità diverse
La mobilità è stata testata nei laboratori a Terra attaccando un pallone gigante riempito di elio al prototipo, per simulare la gravità lunare.

Test di mobilità del rover della missione Chandrayaan-2

Crediti: ISRO / M. Annadurai et al

A causa delle sue piccole dimensioni, la strumentazione scientifica è limitata, proprio come lo era quella di Sojourner.
Dispone di due telecamere di navigazione (stereo) per la pianificazione del percorso e un inclinometro per la sicurezza (la guida si arresta se l'inclinazione del rover o la corrente del motore diventano troppo elevate). Non ha fotocamere posteriori. Utilizzerà una piccola antenna radio per comunicare con il lander, che trasmetterà i dati direttamente a Terra. Sotto il ponte ha due strumenti: Laser-Induced Breakdown Spectroscope (LIBS) e un Alpha Particle X-Ray Spectrometer.

 

Come accennato prima, originariamente Chandrayaan-2 doveva essere una collaborazione con l'agenzia spaziale russa Roscosmos la quale, però, si tirò indietro dopo il fallimento della sonda Phobos-Grunt. Ma l'India decise di proseguire ugualmente sviluppando un proprio lander: se Chandrayaan-2 avrà successo, il prossimo passo sarà riportare a Terra un campione di suolo lunare, proprio come prevedono i piani della Cina.

 

Altri riferimenti:
planetary.org - sites.google.com/site/indianspaceprojects