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Il futuro dei voli spaziali umani dopo la ISS

  • Sabato, 10 Marzo 2018 23:35
  • Scritto da  Maxi062
Nell'illustrazione artistica, una possibile versione della Piattaforma Orbitale Lunare – Gateway con una capsula abitata Orion in avvicinamento.
Nell'illustrazione artistica, una possibile versione della Piattaforma Orbitale Lunare – Gateway con una capsula abitata Orion in avvicinamento. Crediti: NASA

Cosa ci aspetta dopo il 2024? Ovvero alla chiusura del programma della Stazione Spaziale Internazionale?

La fine operativa della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è ancora a circa sette anni nel futuro (2024/25) ma, in campo astronautico, si tratta veramente di un evento che è dietro l'angolo. Proprio per questo motivo la NASA ed i suoi partner internazionali hanno già iniziato da tempo uno studio su come sviluppare il futuro dell'esplorazione umana del Sistema Solare.

Dopo un troppo ambizioso obiettivo Marte dell'amministrazione Obama, ecco che la NASA ha di nuovo avuto la direttiva di concentrarsi sul un più fattibile e logico passo di ritorno sulla Luna, a quasi 50 anni da quel primo storico sbarco. Su questo obiettivo vi erano già le convergenze di Europa, Russia e Cina che ora potrebbero collaborare sul modello, che ha così ben funzionato, utilizzato per la ISS ed ampliato ad altri Paesi.  

La NASA ha già avviato dei seri studi nel 2017, anche se non ancora finanziati, per una piccola stazione abitata, non permanentemente, in orbita lunare. L'assemblaggio della Piattaforma Orbitale Lunare - Gateway, così è stata chiamata, potrebbe iniziare già nel 2022, con il lancio del primo elemento: il Power Propulsion Element (PPE), assieme alla missione EM-2 della capsula Orion, con a bordo i primi astronauti, in volo verso l'orbita lunare. Il modulo abitativo, una stiva, la camera di equilibrio e di attracco seguirebbero in missioni successive. Inizialmente la NASA prevede di inviare un equipaggio al Gateway una volta all'anno e per alcuni mesi e questo richiederà un alto grado di autonomia e di operazioni robotiche a distanza. La NASA potrebbe, come fatto con successo per la ISS, siglare accordi con compagnie private per i voli automatici di rifornimento alla stazione, da eseguire fra una missione abitata e l'altra. La posizione in orbita lunare permetterà inoltre una serie di osservazioni scientifiche non possibili dall'orbita terrestre a bordo della ISS. Nello stesso tempo però l'esposizione all'ambiente dello spazio profondo potrebbe introdurre rischi per gli astronauti, per l'elettronica e le attrezzature di bordo, a causa delle radiazioni ad alta energia e l'esposizione ai detriti spaziali. Comprendere e cercare di mitigare questi rischi sono fra i maggiori campi di discussione fra gli ambienti scientifici. La collaborazione internazionale, anche in questi campi, è aperta.

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Nell'illustrazione artistica, il Gateway proposto dalla Lockheed Martin.
Crediti: Lockheed Martin. 

L'ambizioso piano per far progredire il programma spaziale degli Stati Uniti aumentando le attività scientifiche vicino e sulla Luna, vede nell'obiettivo finale quello di riportare gli esseri umani sulla sua superficie, entro il 2030. Come parte della proposta di bilancio dell'anno fiscale 2019 del Presidente americano, la NASA sta progettando una nuova campagna di esplorazione focalizzata sulla Luna che inizierà con una serie di missioni robotiche commerciali progressive.

"La Luna svolgerà un ruolo importante nell'espandere la presenza umana più in profondità nel sistema solare", ha affermato recentemente Bill Gerstenmaier, amministratore associato per la Direzione Esplorazione Umana e Missioni Operative presso la sede della NASA a Washington. "In combinazione con le capacità abilitate dal Lunar Orbital Platform-Gateway, queste missioni inaugureranno una nuova era di esplorazione della Luna e delle sue risorse e forniranno un terreno di addestramento per le missioni umane su Marte".

Lander commerciali

I primi passi di questo programma vedono la NASA acquisire una serie di lander e razzi robotici commerciali per soddisfare le esigenze di consegna e assistenza dei carichi lunari. L'agenzia pubblicherà una bozza di richiesta di proposte questa primavera per avviare contratti di servizio di carico utile lunare commerciale per la consegna in superficie già a partire dal 2019. Questa richiesta, che sarà aperta a tutti i fornitori commerciali nazionali, completa gli sforzi in corso da parte NASA per stimolare l'emergente economia spaziale. Le collaborazione al Lunar CATALYST hanno già contribuito a far avanzare le capacità commerciali allo scopo di fornire piccoli carichi utili sulla superficie lunare.

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Nell'illustrazione artistica, il lander lunare Peregrine 3, proposto dalla Astrobotic Technology
Crediti: Astrobotic Technology.

Scienze e tecnologia

La campagna, supportata da progetti e attività scientifiche e tecnologiche, è progettata per consentire una collaborazione senza intoppi in tutta la NASA, sfruttando le collaborazioni fra l'agenzia, partner commerciali ed internazionali per raggiungere l'obiettivo comune.

"Questa strategia a livello di agenzia ispirerà e consentirà all'umanità di compiere i prossimi passi coraggiosi verso il nostro vicino lunare", ha affermato Thomas Zurbuchen, amministratore associato della direzione della missione scientifica presso la sede della NASA. "Mentre l'innovazione americana aprirà la strada, le partnership e le opportunità con l'industria degli Stati Uniti e altre nazioni saranno ampliate".

Gli intrepidi esploratori robotici della NASA hanno, e continuano, a fornire dati vitali per supportare i futuri piani di esplorazione. Il Lunar Reconnaissance Orbiter dell'agenzia continua a studiare la superficie lunare dall'orbita, fornendo i dati necessari per i futuri robot e lander umani. Ora sono in corso i piani per una campagna di analisi migliorata dei campioni lunari allo scopo di garantire che i dati dei campioni Apollo esistenti siano ampiamente disponibili per supportare l'esplorazione futura. La NASA fornisce anche la ShadowCam come contributo degli Stati Uniti alla prima missione di esplorazione lunare dell'Istituto coreano di ricerca aerospaziale, il Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO). ShadowCam mapperà la riflettanza all'interno delle regioni in ombra permanente per cercare prove di depositi di brina o ghiaccio.

Una nuova analisi dei dati di due missioni lunari ha scoperto le prove che l'acqua sulla Luna potrebbe essere ampiamente distribuita sulla superficie piuttosto che confinata in una particolare regione o tipo di terreno. I risultati potrebbero aiutare i ricercatori a comprendere l'origine dell'acqua sulla Luna e la sua fattibilità ed accessibilità come risorsa.

La NASA è anche interessata a comprendere e sviluppare i requisiti per i futuri lander umani. Sviluppando per prima cosa sistemi di atterraggio lunare con capacità di carico di media entità (da 500 a 1.000 kg - all'incirca le dimensioni di una piccola autovettura), ciò consentirà l'evoluzione verso lander lunari su larga scala (da 5.000 a 6.000 kg). Inoltre, questa classe di lander potrà supportare grandi carichi utili sulla Luna per affrontare obiettivi scientifici e di esplorazione come il ritorno dei campioni, la prospezione delle risorse, dimostrazioni dell'utilizzo delle risorse in sito (ISRU) e altri. L'agenzia chiederà proposte all'industria alla fine di questo mese per lo sviluppo di lander più ampio e determinerà il modo migliore per procedere con potenziali collaborazioni. La prima delle due missioni commerciali lunari di medie dimensioni per la NASA potrebbe arrivare già nel 2022.

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Nell'illustrazione artistica, il CubeSat LunaH-Map che verrà lanciato attorno alla Luna con la prima missione SLS, nel 2019
Crediti: NASA.

La NASA prevede di utilizzare un numero di CubeSat per studiare in modo economico l'ambiente lunare. Tredici CubeSat verranno lanciati con l'Exploration Mission-1 (EM-1), il primo volo integrato dell'agenzia con il potente razzo Space Launch System (SLS) e la capsula Orion. Quattro di questi CubeSat: LunaH-Map, Lunar IceCube, Lunar Flashlight e LunIR, useranno la loro strumentazione allo stato dell'arte per studiare l'abbondanza, i luoghi e la composizione delle risorse lunari.

Basandosi sulle conoscenze ottenute dall'orbita lunare, la NASA svilupperà nuovi carichi utili per la scienza e la tecnologia, che verranno inviati grazie ai lander commerciali lunari. L'opportunità di implementare strumenti direttamente sulla superficie lunare migliorerà la nostra comprensione della Luna e delle sue risorse e consentirà di testare nuove tecnologie per l'esplorazione.

Il Lunar Orbital Platform-Gateway servirà alla NASA ed ai suoi partner commerciali e internazionali come punto di sosta e di comunicazione di eccezionale valore per le missioni scientifiche e di esplorazione nello spazio profondo. L'agenzia ha recentemente ospitato un seminario per discutere di come il Gateway possa facilitare nuove scoperte scientifiche in vari modi, compreso il supporto alle missioni di ritorno dei campioni lunari e ad altre attività di scienze della superficie lunari. "Insieme, le comunità scientifiche e tecnologiche continueranno gli studi sulla Luna, con l'obiettivo di identificare le risorse lunari importanti per l'esplorazione del nostro compagno di Terra e del sistema solare e oltre", ha detto Zurbuchen.

Il Moon Village

In questo scenario anche la proposta, fatta nel 2016, dal Direttore Generale dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA), il tedesco Jan Woerner, del 'Moon Village' potrebbe essere presa in seria considerazione come complemento nelle fasi successive alla realizzazione del Gateway e delle prime esplorazioni robotiche della superficie lunare. Il Moon Village, una sorta di base lunare sulla superficie del nostro satellite naturale, è vista essenzialmente come una prosecuzione e miglioramento dell'alto livello di cooperazione internazionale raggiunto con il programma ISS. Il termine 'Village' indica un luogo dove si possa formare una comunità con gruppi che uniscano le loro forze e capacità. Il progetto di Woerner è aperto a tutti i Paesi ed entità interessate e vedrebbe lo svolgersi, non solo di attività scientifiche e tecnologiche, ma anche quelle di utilizzo delle risorse lunari e perfino a scopi turistici. E' chiaro, per Woerner, che nel futuro gli esseri umani saranno ancor più impegnati in voli sempre più lontani nel Sistema Solare, e quindi il Moon Village potrebbe agire come un perfetto campo di prova e di test avendo quell'obiettivo in mente. Al momento il Moon Village non è un singolo progetto e non ha nemmeno un piano prefissato o una tempistica e costi, è soltanto una visione di un'architettura aperta per un'iniziativa di comunità internazionale.

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Nell'illustrazione artistica, un'ipotetica base lunare abitata, il Moon Village pensato da ESA.
Crediti: ESA/Foster + Partners 

Insomma, come si vede, i prossimi passi del volo spaziale umano potrebbero finalmente intraprendere quella lunga e difficile strada fatta di piccoli ma solidi passi che porteranno l'umanità a diventare una specie multi-planetaria che potrebbe salvarci dall'estinzione. Tutto questo senza aver volutamente guardato agli ipotetici, per il momento, 'voli pindarici' delle gigantesche navi spaziali di SpaceX e le grandi strutture espandibili della Bigelow Aerospace, di cui potremmo trattare, forse, in un prossimo articolo.

 

Fonti:
NASASpaceflight: https://www.nasaspaceflight.com/2017/12/nasa-evaluates-em-2-launch-of-space-gateways-ppe/
SPACENEWS: http://spacenews.com/deep-space-gateway-key-part-of-updated-exploration-roadmap/
NASA: https://www.nasa.gov/feature/nasa-outlines-new-lunar-science-human-exploration-missions - https://www.nasa.gov/feature/scientists-share-ideas-for-gateway-activities-near-the-moon - https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/nasa_fy_2019_budget_overview.pdf - https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-lunar-outpost-will-extend-human-presence-in-deep-space
ASI: https://www.asi.it/it/news/iac-2017-si-riparte-dalla-luna
ESA: https://www.esa.int/About_Us/Ministerial_Council_2016/Moon_Village

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3 commenti

  • Link al commento Marco Di Lorenzo (DILO) Lunedì, 19 Marzo 2018 14:18 inviato da Marco Di Lorenzo (DILO)

    Assolutamente d'accordo!

  • Link al commento Massimo Martini Lunedì, 19 Marzo 2018 11:09 inviato da Massimo Martini

    Grazie Marco. Senza dubbio la colonizzazione (ma si parla di milioni di persone perché possa salvarci dall'estinzione...) non è dietro l'angolo. E' però anche vero che se non cominciamo a pensarci adesso (che abbiamo le capacità tecnologiche e le risorse) non saremo mai in grado di farlo... Non si parla di noi, ma del futuro della civiltà umana (anche se a volte dubito che ci meritiamo di esistere).

  • Link al commento Marco Di Lorenzo (DILO) Lunedì, 12 Marzo 2018 07:19 inviato da Marco Di Lorenzo (DILO)

    Bellissimo articolo, Massimo! Tuttavia ho qualche dubbio che, almeno nell'immediato, colonizzare altri luoghi possa servire a salvarci dall'estinzione...

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