Alla ricerca di idee per esplorare le grotte della Luna, l’ESA, nel 2019, ha chiesto idee per rilevare, mappare ed esplorare le grotte lunari. Sono stati selezionati cinque progetti da approfondire in modo più dettagliato, ciascuno riguardante le diverse fasi di una potenziale missione.
Attraverso questi cinque studi, sono stati sviluppati tre scenari di missione: uno per eseguire una esplorazione preliminare di fosse di ingresso e grotte sotterranee dalla superficie della Luna, uno per abbassare una sonda in una fossa e accedere alla prima parte di una grotta e uno per esplorare un tubo di lava sotterraneo utilizzando rover autonomi.
“Sebbene gli studi fossero molto diversi nell’argomento e nell’approccio, tutti hanno fornito una visione approfondita delle potenziali tecnologie per l’esplorazione e lo studio della geologia del sottosuolo della Luna“, afferma Loredana Bessone, Technical Officer per gli studi e Project Manager per ESA CAVES e PANGEA, parlando subito dopo la presentazione dei risultati degli studi. “È stato un viaggio affascinante e una grande opportunità per l’ESA di iniziare a esaminare le missioni per esplorare le grotte lunari“.
Gi studi per esplorazione delle grotte lunari
Come combinazione che darebbe il massimo ritorno scientifico, i team dietro due degli studi – uno dell’Università di Würzburg e uno dell’Università di Oviedo – sono stati selezionati per prendere parte a uno studio ESA Concurrent Design Facility (CDF).
Entrambe incentrate sul secondo scenario di missione, le tecnologie sviluppate da questi team consentirebbero un’esplorazione e una documentazione sicure di una fossa lunare, nonché una prima sbirciatina all’interno dei tunnel a cui possono condurre queste fosse.
Al via questa settimana, lo studio CDF sta integrando i risultati degli studi condotti da queste due squadre con i piani per le iniziative European Large Logistics Lander (EL3) e Moonlight dell’ESA. Mentre EL3 è un lander progettato per consentire una serie di missioni ESA sulla Luna, Moonlight mira a fornire capacità di navigazione e telecomunicazioni per l’esplorazione lunare.
L’Università di Würzburg ha esplorato per conto dell’ESA il concetto di abbassare una sonda utilizzando un cavo per esplorare e caratterizzare l’ingresso, le pareti e la parte iniziale dei tubi di lava lunari. Si pensa che queste enormi caverne sotterranee siano state formate miliardi di anni fa da flussi di lava, come sulla Terra e su Marte.
Chiamata Daedalus, la sonda compatta e sferica sarebbe dotata di lidar 3D, visione con telecamera stereo e capacità di muoversi in modo indipendente. Creando un modello 3D dell’interno di un tubo di lava, la sonda potrebbe identificare le risorse geologiche e cercare luoghi con livelli di radiazione e temperatura stabili; questa informazione potrebbe portarci più vicino alla costruzione di un insediamento umano sulla Luna.
L’Università di Oviedo, nel frattempo, ha indagato sul dispiegamento di uno sciame di piccoli robot all’interno di una grotta. In collaborazione con l’Università di Vigo e Alén Space, l’obiettivo della loro ricerca è stato quello di superare la mancanza di luce solare – e quindi di energia solare – all’interno di una grotta, nonché su come trasmettere i dati dai robot a un rover sulla superficie lunare.
La soluzione del team è usare una gru per abbassare i robot in un tubo di lava. Dotato di un pannello solare, il rover fornirebbe energia ai robot attraverso la gru utilizzando una “testa di ricarica” attaccata alla parte inferiore della gru. Essendo in vista dei robot, la testa di ricarica fornirebbe energia in modalità wireless, oltre a trasmettere e ricevere dati.
Quadro generale e i piccoli dettagli
Continuando la ricerca, lo studio CDF progetterà una missione nelle grotte lunari della durata di un giorno lunare (14 giorni terrestri), a partire dallo spiegamento di EL3. Concentrandosi sul secondo scenario di missione, lo studio CDF specificherà anche i singoli sottosistemi di tale missione e garantirà che siano tutti in grado di lavorare insieme.
“Lo studio CDF esaminerà dettagli come il fabbisogno energetico della missione, il percorso che potrebbe essere preso dal sito di atterraggio al bordo del pozzo, i budget di energia ed i dati per scendere e mappare il pozzo“, spiega Francesco Sauro, speleologo ed esperto di tubi di lava, nonché direttore del corso tecnico di ESA CAVES e PANGEA. “Analizzerà anche le interfacce tra il rover e la gru robotica, nonché la gru e la sonda Daedalus“.
“In generale, gli studi Sysnova e CDF stanno aiutando l’ESA a identificare tecnologie interessanti e sviluppare tabelle di marcia per il futuro. Stanno supportando l’Agenzia per valutare la fattibilità di nuovi concetti per missioni future“.
Sebbene la superficie della Luna sia stata ben documentata da veicoli spaziali orbitali, il nostro satellite naturale nasconde un mondo sotterraneo che rimane un inesplorato. Esplorare le grotte lunari per capire il riparo che potrebbero potenzialmente fornire, così come l’accesso all’acqua e ad altre risorse, potrebbe essere vitale per la futura esplorazione umana o robotica della Luna.