Il programma Artemis non prevede una sola missione lunare: entro il prossimo decennio ne saranno programmate almeno una dozzina che serviranno ad installare sulla Luna una base permanente oltre che il Lunare Gateway in orbuta cislunare.
La Stazione Spaziale Lunare, o Gateway, e la base permanente di superficie ospiteranno laboratori scientifici ed installazioni di addestramento. Inoltre, serviranno per l’esplorazione e la ricerca finalizzate a rendere il più possibile autosufficiente la base che dovrà prodursi con risorse locali l’ossigenzo ed il carburante di cui avrà bisogno.
Per migliorare, quindi, l’efficacia degli strumenti di tracciamento si è deciso di dotare la Luna di un sistema GPS sia per gli spostamenti in superficie sia per stabilire la rotta delle navette spaziali che si sposteranno con sempre maggiore frequenza dalla Terra alla Luna e viceversa.
NASA ed ESA intendono provvedere prima che l’uomo torni a calpestare il suolo lunare tra due anni. Quando la missione Artemis 1 della NASA ha volato con successo intorno alla Luna a novembre, ha mostrato al mondo che gli esseri umani sono sulla buona strada per tornare ad atterrare sul satellite.
La NASA e l’Agenzia spaziale europea mirano a mettere gli stivali sulla Luna entro il 2025 e creare una base lunare permanente in orbita attorno ad essa entro i prossimi due anni. Cina e Russia stanno anche lavorando insieme per stabilire una base lunare separata, con atterraggi con equipaggio fissati per il 2036.
Artemis: il GPS lunare diventa una necessità
La necessità di un sistema GPS lunare è, ovviamente, una questione di comodità per facilitare l’esplorazione della superficie lunare, permettendo il tracciamento costante di astronauti e rover.
Inoltre, gli astronauti non possono navigare a vista nello spazio profondo e ogni missione si basa su team ingegneri esperti che inviano indicazioni da terra. Ciò diventerà rapidamente insostenibile con le missioni che si spostano avanti e indietro. Le agenzie spaziali stanno, quindi, lavorando per mettere la navigazione satellitare, o GPS, sui razzi che percorrono la distanza tra la Terra e la Luna.
Stanno anche progettando di costruire una nuova rete di navigazione intorno alla Luna. Come faranno? Esaminiamo la situazione.
Missioni spaziali: troppi calcoli complicati!
Oggi, l’unico modo per andare dal punto A al punto B nello spazio è fare calcoli complicati basati sulla fisica, personalizzati per ogni missione. Mentre la navicella si muove nello spazio, l’unico punto di riferimento è la Terra. Quindi deve inviare un segnale alla Terra per capire dove si trova, il che significa che ci sono enormi punti ciechi. La NASA ha perso completamente la comunicazione con Orion, il veicolo spaziale utilizzato nella missione Artemis 1, quando è andato dietro la Luna.
Per qualche minuto, tutto ciò che gli ingegneri poterono fare fu trattenere il respiro e sperare di vedere la navicella emergere indenne dall’altra parte.
Javier Ventura-Traveset, ingegnere capo del Galileo Navigation Science Office dell’ESA, ha spiegato come tutto ciò sia costoso e richieda molte risorse. Ciò di cui ha bisogno l’esplorazione spaziale ora è un modo per i veicoli spaziali di triangolare la loro posizione dallo spazio, in modo che possano navigare autonomamente senza input dalla Terra.
I satelliti terrestri potrebbero aiutare la missione
Sorprendentemente, il modo più economico per portare il navigatore satellitare nello spazio profondo è sfruttare i satelliti intorno alla Terra. Lo ha dichiarato Elizabeth Rooney, ingegnere senior della Surrey Satellite Technology Ltd.
L’azienda sta lavorando con l’ESA per sviluppare la navigazione satellitare nello spazio. Ci sono, però, alcuni grossi problemi con questo approccio. Il principale è che questi satelliti puntano verso la Terra. Ciò significa che la maggior parte del segnale dei satelliti è bloccato e solo una piccola parte si riversa all’esterno. Il bit che fuoriesce è molto più debole del segnale principale e diventa ancora più debole allontanandosi dalla Terra.
Troppi vincoli, ma niente è impossibile
Dati tutti questi vincoli, potrebbe sembrare impossibile utilizzare questo segnale per navigare verso la luna. Gli ingegneri, tuttavia, hanno impiegato decenni a sviluppare rivelatori sensibili in grado di sfruttare quel segnale dallo spazio profondo e alla fine ci sono riusciti. Nel 2019, quattro satelliti sono stati in grado di determinare la loro posizione nello spazio utilizzando i segnali dei satelliti GPS della Terra.
Via, dunque, al GPS lunare che sarà seguito presto perfino da una rete cellulare per la quale la NASA sta già preparando la gara d’appalto tra le aziende interessate. Gli astronauti avranno internet e le comunicazioni voce locali.
