La navicella spaziale M1, costruita dalla società iSpace con sede a Tokyo, ha tentato di diventare il primo veicolo spaziale privato ad atterrare sulla Luna. Invece, lo scorso 25 aprile, è diventata l’ultima di una lunga serie di missioni lunari che non ce l’hanno fatta, apparentemente schiantandosi sulla superficie lunare. Perché è così difficile atterrare in sicurezza sulla Luna? E quando potrebbe avere successo la prima azienda privata?

Solo tre entità sono riuscite ad atterrare dolcemente sulla Luna: le agenzie spaziali finanziate dal governo di Cina, Unione Sovietica e Stati Uniti. Solo l’agenzia spaziale Cinese ci è riuscita al primo tentativo, diventando anche l’unica ad averlo fatto dagli anni ’70 dello scorso secolo.

“Ciò che rende così difficile l’atterraggio sulla Luna è il numero di variabili da considerare“, afferma Stephen Indyk, direttore dei sistemi spaziali presso Honeybee Robotics a Greenbelt, nel Maryland. Rispetto alla Terra, ad esempio, la Luna ha una gravità ridotta, pochissima atmosfera e molta polvere.

Per portare a termine un atterraggio di successo, gli ingegneri devono prevedere come un veicolo spaziale interagirà con questo ambiente e spendere molti soldi per testare come le cose potrebbero andare storte. “Sono necessari test, test e altri test per provare il sistema di atterraggio nel maggior numero possibile di scenari“, afferma Indyk. “E anche allora, nulla è garantito“.

Fallimenti spettacolari

Ispace è stata la seconda compagnia privata a tentare di sbarcare sulla Luna. Nel 2019 aveva tentativo anche la compagnia israeliana SpaceIL, ma anche allora la manovra si era conclusa con uno schianto.

Non è sorprendente che le società commerciali stiano incontrando grandi difficoltà nei loro tentativi di atterrare sulla Luna, afferma Indyk. Negli anni ’60, quando gli Stati Uniti e l’Unione Sovietica erano in gara per atterrarvi, furono numerosi i lander automatici che si schiantarono prima che le due potenze riuscissero finalmente a scendere dolcemente sulla superficie lunare nel 1966. Seguì poi l’atterraggio della prima missione con equipaggio realizzato dalla NASA nel 1969 con la missione Apollo 11.

Le agenzie spaziali governative poterono imparare da ogni tentativo di atterraggio, godendo di finanziamenti enormi. Oggi, al contrario, ci si aspetta che le aziende private ci riescano subito, senza risorse governative e senza le lezioni tratte dalle molte missioni fallite e riuscite, afferma Indyk. “È molto da chiedere a un’impresa privata di riuscirci al primo tentativo“.

Nel 2013, la Cina è atterrata con successo sulla Luna al suo primo tentativo con la sua missione automatica Chang’e 3. La Cina ha anche effettuato il primo sbarco in assoluto sul lato lontano della Luna e ha riportato campioni di rocce lunari. Al contrario, l’agenzia spaziale indiana non è riuscita a far atterrare incolume il suo lander 2019; riproverà entro la fine dell’anno.

Prime sfide

Eseguire con successo una missione sulla Luna, a circa 384.000 chilometri dalla Terra, è molto più impegnativo che portare un satellite nell’orbita terrestre bassa e i fallimenti sono frequenti ai primi tentativi, anche per le missioni che non prevedono l’atterraggio. Questo è successo con la missione Lunar Flashlight della NASA, un piccolo veicolo spaziale che è stato lanciato lo scorso dicembre e avrebbe dovuto mappare il ghiaccio nei crateri in ombra della Luna. Il suo sistema di propulsione ha manifestato alcuni malfunzionamenti subito dopo il lancio, cosa che potrebbe impedirgli di raggiungere un’orbita idonea a svolgere la propria missione.

Anche se un lander arriva nelle vicinanze della Luna, deve comunque navigare verso la superficie senza satelliti di posizionamento globale come guida e praticamente senza atmosfera che aiuti a rallentarlo. Una volta raggiunti gli ultimi chilometri cruciali, il suo software deve affrontare in modo rapido e autonomo qualsiasi imprevisto dell’ultimo minuto, come ad esempio i suoi sensori che potrebbero essere confusi dalle grandi quantità di polvere sollevata dalla superficie dai pennacchi di scarico.

Entrambi i fallimenti di atterraggio del 2019 probabilmente sono stati causati da problemi di software e dei sensori durante questi momenti finali. E le prime indicazioni suggeriscono che il fallimento di iSpace di questa settimana potrebbe essere stato causato dal fatto che il lander ha esaurito il propellente a pochi metri dal suolo.

La corsa alla Luna dei privati

L’incidente di  iSpace ha inevitabilmente alzato il livello di attenzione per le altre missioni commerciali programmate per atterrare sulla Luna, tra cui ben tre entro la fine dell’anno, che sono parzialmente finanziate dalla NASA. Quei lander fanno parte del programma Commercial Lunar Payload Services (CLPS), in cui le società private mirano a costruire lander e far volare carichi utili dalla NASA e altri clienti sulla superficie lunare.

Uno di questi lander, costruito dalla società Astrobotic di Pittsburgh, in Pennsylvania, avrebbe dovuto decollare all’inizio di maggio, ma i ritardi nella preparazione del razzo lanciatore di UA hanno già provocato uno slittamento del lancio di diversi mesi. Ciò potrebbe dare al lander lunare di Intuitive Machines di Houston, in Texas, l’occasione di essere il prossimo ad essere lanciato, forse già a giugno, e si spera il primo ad effettuare un atterraggio di successo sulla Luna.

Le aziende impegnate ad inviare i loro lander con i carichi paganti sulla superficie lunare guarderanno all’esperienza degli altri per tentare di coneguire il primo allunaggio privato di successo.

“La marea crescente solleva tutte le barche“, ha commentato Alan Campbell, un ingegnere che lavora su progetti CLPS presso la società Draper a Cambridge, nel Massachusetts, a una conferenza sulla Luna tenutasi prima del fallimento di iSpace. “Se possiamo imparare da ciò che accade per le missioni CLPS commerciali o della NASA e applicarlo a tutto, è assolutamente qualcosa che dovremmo fare“.