La sonda robotica Chang'e 6, incaricata del primo tentativo al mondo di recuperare campioni dal lato nascosto della Luna, ha intrapreso il suo storico viaggio venerdì 3 maggio 2024 dalla provincia più meridionale della Cina, Hainan.
Un razzo vettore per carichi pesanti Chang Zheng 5 (Lunga Marcia 5 o CZ5) - il più grande e potente veicolo spaziale della Cina, alto 57 metri e pesante 870 tonnellate - è decollato dalla sua piattaforma di lancio LC-1 alle 17:27 ora di Pechino (le 9:27 UTC) con la navicella spaziale Chang'e-6 del peso di 8,35 tonnellate. Il razzo si è librato verso il cielo, lasciando centinaia di migliaia di spettatori sbalorditi dentro e intorno al centro di lancio spaziale costiero di Wenchang.
Il decollo ha segnato l’inizio della seconda spedizione di ritorno di campioni lunari della Cina dopo il successo della missione Chang’e 5, compiuta nell’inverno del 2020.
Tuttavia, la missione in corso sarà molto più difficile, impegnativa e avvincente rispetto al Chang'e 5, che atterrò sul lato più vicino della Luna e, sarà sicuramente ricordata - indipendentemente dal fatto che si tratti di un enorme successo o di uno sfortunato fallimento - come un simbolo di un lavoro audace e pionieristico nella storia dell'esplorazione lunare.
In precedenza, gli Stati Uniti, l’ex Unione Sovietica e la Cina avevano intrapreso 10 missioni di ritorno di campioni lunari ma tutti questi campioni sono stati raccolti sempre dal lato della Luna che è rivolto verso la Terra.
Essendo uno dei viaggi spaziali più significativi della Cina e del mondo quest'anno, i passi più importanti della missione Chang'e 6 hanno fatto notizia in tutto il mondo e hanno raccolto molta attenzione da parte del popolo cinese.
L'autorità turistica locale di Wenchang stima che almeno 200.000 turisti siano arrivati a Longlou venerdì, una cittadina che ospita il complesso di lancio, per assistere al decollo.
Nella foto il razzo Chang Zheng 5 della missione lunare robotica cinese Chang'e-6 sulla rampa di lancio. Credito: Amministrazione Spaziale Nazionale Cinese
Secondo la China National Space Administration, dopo aver volato per circa 37 minuti, il razzo CZ5 ha posizionato con successo la sonda lunare robotica su una traiettoria di trasferimento Terra-Luna.
Operazione complessa
Nei prossimi giorni, la sonda Chang'e 6 sarà programmata per volare lungo la sua traiettoria verso la Luna ed effettuare alcune operazioni di correzione prima di effettuare una manovra di frenata chiave per evitare di volare oltre il nostro satellite naturale. Successivamente, la navicella spaziale verrà catturata dalla gravità lunare e si sposterà su un'orbita prefissata.
Come la sua predecessora, la navicella spaziale Chang'e 6 è progettata e costruita dalla China Academy of Space Technology con sede a Pechino, una filiale della China Aerospace Science and Technology Corp, ed è composta anch'essa da quattro componenti: un orbiter, un lander, un veicolo di risalita (o ascender) e una capsula di rientro.
Il suo processo operativo imiterà sostanzialmente quello della navicella spaziale Chang'e 5. Dopo che la sonda avrà raggiunto l'orbita lunare, i suoi componenti si separeranno in due parti, con l'orbiter e la capsula di rientro che rimarranno in orbita, mentre il lander ed il veicolo di risalita inizieranno ad avvicinarsi alla superficie lunare.
Quando tutto sarà pronto, la combinazione lander-ascender effettuerà un atterraggio morbido nel bacino del Polo Sud-Aitken, un gigantesco cratere sul lato nascosto della Luna e anche il bacino più grande, antico e profondo riconosciuto sulla sua superficie. La sonda robotica Inizierà quindi a utilizzare un trapano e un braccio meccanico per raccogliere campioni in superficie e sotterranei.
Se tutto procederà senza intoppi, fino a 2 chilogrammi di sassi e terra verranno raccolti e stivati in un contenitore metallico sottovuoto all'interno del veicolo di ascesa.
Uno schema semplificativo della missione lunare robotica cinese Chang'e-6 con indicati i punti salienti. Credito: Wikipedia/Virginio97
Una volta completata l'operazione di raccolta, l'ascender accenderà i motori per risalire in orbita lunare per attraccare con la capsula di rientro. Il contenitore sottovuoto contenente i campioni verrà trasferito nel modulo prima che i veicoli si sgancino.
La combinazione di orbiter e capsula di rientro lascerà quindi l'orbita lunare e ritornerà sull'orbita terrestre, dove la coppia si dividerà e la capsula di rientro condurrà una serie di complicate manovre per tornare al sito di atterraggio di Siziwang Banner, nella regione autonoma della Mongolia Interna.
La differenza principale tra le sonde Chang'e 5 e Chang'e 6 risiede nella destinazione dell'atterraggio sulla Luna e nei relativi problemi tecnici, il più cruciale dei quali sono le difficoltà di comunicazione tra il lato nascosto della Luna e la Terra. Per stabilire un collegamento dati per la sonda Chang'e 6, la Cina ha inviato a marzo un nuovo satellite relè nell'orbita lunare.
Wang Qiong, vice capo progettista della missione Chang'e 6, ha affermato che ci saranno una serie di sfide e incertezze durante la spedizione, la cui durata prevista è di 53 giorni, aggiungendo che scienziati e ingegneri cinesi si sono impegnati per elaborare le migliori soluzioni disponibili.
"Durante la missione Chang'e 5, la sonda ha lavorato sul lato vicino, quindi abbiamo potuto monitorare i suoi processi di lavoro e inviarle segnali di controllo in qualsiasi momento. Ma nel caso di Chang'e 6, dovremo dipendere esclusivamente dal satellite Queqiao 2, che ritrasmetterà dati e segnali. Il satellite ha una copertura limitata sul sito di atterraggio, che di conseguenza limiterà la nostra comunicazione con la sonda Chang'e 6," ha affermato Wang.
Wang ha inoltre aggiunto che gli ingegneri hanno applicato alcune nuove tecnologie avanzate nella missione, come un sistema di campionamento rapido e un meccanismo intelligente di analisi dei dati, per garantire che le attività di raccolta dei campioni siano completate in modo efficace ed efficiente sulla superficie lunare in tempi operativi più brevi.
Nell'illustrazione artistica il lander di Chang'e-6 sulla superficie lunare. Credito: CCTV
In caso di blackout delle comunicazioni, la sonda Chang'e 6 è in grado di effettuare alcune manovre chiave secondo programmi preimpostati, ha aggiunto.
Benefici scientifici
Il lato nascosto della Luna è permanentemente rivolto lontano dalla Terra a causa delle forze di marea sul pianeta. Poiché non è mai visibile dalla Terra, quella regione una volta era soprannominata erroneamente il “lato oscuro della Luna” anche se riceve la stessa quantità di luce solare del lato più vicino.
Questa faccia lontana del nostro satellite è stata ampiamente fotografata da vari veicoli spaziali, a partire da una sonda sovietica nel 1959. Tuttavia, nessun veicolo è mai atterrato sulla sua superficie fino alla missione cinese Chang'e 4, che è allunata nel bacino del Polo Sud-Aitken nel gennaio 2019.
A causa dei suoi numerosi misteri, il lato nascosto è stato oggetto di speculazioni scientifiche e di cultura popolare fantascientifica sin dall'era Apollo. Si ritiene che, come destinazione dell'atterraggio, il bacino del Polo Sud-Aitken contenga indizi su questioni scientifiche intriganti e importanti.
È diffusa l'ipotesi che la regione si sia formata a causa dell'impatto di un enorme asteroide, di circa 200 chilometri di diametro. La collisione fu così potente che scavò parte del mantello lunare – materiale tra il nucleo lunare e la crosta – e lo portò in superficie. Le caratteristiche fisiche del gigantesco cratere appaiono quindi diverse da quelle delle altre regioni lunari.
Gli scienziati hanno scoperto che lo strato di terreno sul lato opposto è molto più spesso che sul lato vicino ma devono ancora scoprire perché la crosta sui due lati differisce drasticamente in termini di spessore.
Gli scienziati di tutto il mondo hanno chiesto una missione per riportare i campioni sul lato nascosto, sottolineando che il vantaggio di andare lì è quello di poter imparare di più sulla composizione interna della Luna.
Secondo i pianificatori della missione presso l'Amministrazione Spaziale Nazionale Cinese, molti scienziati in patria e all'estero hanno affermato che stanno aspettando con impazienza che la sonda Chang'e 6 riporti campioni dal lato opposto, perché tali materiali avranno un alto valore scientifico.
Nella foto il veicolo spaziale Chang'e-6 prima di essere installato sul razzo. Credito: Amministrazione Spaziale Nazionale Cinese
Ad esempio, i campioni riportati dalla sonda Chang'e 5 hanno aiutato gli scienziati a scoprire che c'erano attività vulcaniche sul lato vicino della Luna circa 2 miliardi di anni fa. I campioni provenienti dal lato più lontano consentiranno di verificare l'ipotesi che i vulcani siano diventati inattivi in quell'emisfero circa 4 miliardi di anni fa.
Il professor Martin Sweeting, membro della Royal Society del Regno Unito e illustre professore di ingegneria spaziale presso l'Università del Surrey, ha detto al China Daily prima del lancio di venerdì, che "La superficie sul lato lontano è molto diversa da quella sul lato vicino... con una moltitudine di crateri da impatto e relativamente poche aree piatte e scure, quindi confrontare la composizione dei campioni del lato lontano di Chang'e 6 con quelli precedentemente raccolti sul lato visibile avrà un grande valore scientifico per la comunità internazionale".
Giuseppe Reibaldi, presidente e fondatore della Moon Village Association, una ONG con sede a Vienna, e segretario esecutivo del Global Expert Group on Sustainable Lunar Activity, ha affermato che la missione Chang'e 6 unirà le sfide delle due precedenti spedizioni lunari cinesi: la sonda Chang'e 4 che ha effettuato il primo atterraggio sul lato nascosto e la Chang'e 5 che ha recuperato campioni dal lato visibile della Luna.
La formazione e la composizione lunare non sono ancora ben comprese fino ad oggi, e l'analisi dei campioni dal lato nascosto darà un contributo importante alla loro comprensione, ha affermato Reibaldi, che ha lavorato per l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) per 35 anni.
"Si prevede che alcuni materiali recuperati dall'altra parte del satellite saranno messi a disposizione della comunità scientifica internazionale, per consentire a più scienziati l'accesso a questi campioni, come è stato fatto nel caso di Chang'e 4," ha aggiunto.
Cooperazione internazionale
Oltre al tentativo senza precedenti di raccogliere campioni dal lato nascosto della Luna, la sonda Chang'e 6 ha anche un significato di collaborazione perché sta portando tre carichi scientifici europei sul lato nascosto.
Nell'illustrazione i vari strumenti internazionali a bordo della missione Chang'e-6. Credito: Pakistan Space Agency
Secondo l'amministrazione spaziale, sul lander Chang'e 6 si trova uno strumento di misurazione del radon del CNES (L'agenzia spaziale francese), che aiuterà a studiare il movimento della polvere lunare e di alcune sostanze chimiche volatili tra la regolite lunare, uno strato di materiale roccioso non consolidato, e l'esosfera lunare.
Il secondo carico utile è un retroriflettore laser passivo dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Italiano (INAF), che verrà utilizzato come telemetro laser per il lander Chang'e 6. Si tratta dello stesso tipo di retroriflettore installato nelle missioni Schiaparelli e InSight.
Il terzo carico utile, sviluppato dall’Istituto svedese di fisica spaziale con il supporto dell’ESA, sarà il primo strumento dedicato agli ioni negativi che abbia mai volato oltre la Terra. Esso cercherà di rilevare gli ioni negativi emessi dalla superficie lunare come risultato dell’interazione con i venti solari.
Più di 20 proposte provenienti da agenzie spaziali straniere e organizzazioni di ricerca si sono contese l'occasione d'oro di unirsi al lander Chang'e 6 per raggiungere l'altro lato lunare ma i tre strumenti europei sono emersi vincitori.
In volo assieme alla sonda vi è anche un Cubesat del Pakistan, chiamato ICUBE-Q che è stato sviluppato e realizzato dall'Istituto di Tecnologia Spaziale in collaborazione con l'Agenzia spaziale nazionale del Pakistan SUPARCO e l'Università di Shangai SJTU. Il piccolo orbiter è dotato di due strumenti ottici per riprendere la superficie lunare e ottenere dati sul campo magnetico.
Questa non è la prima volta che la Cina offre l’opportunità agli scienziati stranieri di schierare le loro attrezzature scientifiche sulla Luna. Durante la missione Chang'e 4, la sonda cinese aveva trasportato dispositivi di rilevamento tedeschi e svedesi sul lato opposto.
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