Si potrà usare il GPS sulla Luna?

Se gli astronauti raggiungeranno la Luna, come previsto dal Programma Artemis della NASA, avranno molto lavoro da fare. Un obiettivo importante sarà quello di estrarre ghiaccio dai crateri vicino al polo sud lunare, utili per ottenere acqua che potrà essere usata per bere, fare colture e per scomporla in idrogeno ed ossigeno, utili per respirare e come propellente. Avranno, però, bisogno di una guida per orientarsi precisamente verso i punti in cui i satelliti robotici hanno individuato depositi di ghiaccio sulla mappa lunare.
Dovranno anche utilizzare le attrezzature disponibili: lander, rover, attrezzature di perforazione e veicoli di rifornimento. E avranno la necessità di sapere esattamente dove si trovano in tempo reale sulla superficie della Luna.
Qui sulla Terra, le nostre vite sono state trasformate dal Global Positioning System, flotte di satelliti gestiti dagli Stati Uniti e da altri paesi che vengono utilizzati in una miriade di modi per aiutare le persone a “orientarsi”. Sulla Terra, il GPS è in grado di individuare le posizioni con precisione misurata in centimetri.
Potrebbe aiutare gli astronauti nelle missioni lunari?
Kar-Ming Cheung e Charles Lee del Jet Propulsion Laboratory della NASA, in California, hanno condotto degli studi e hanno concluso che la risposta è sì: i segnali degli attuali satelliti globali di navigazione vicino alla Terra, potrebbero essere usati per guidare gli astronauti in orbita lunare, a 385.000 km di distanza.
“Stiamo cercando di farlo funzionare, soprattutto con il grande flusso di missioni previste nei prossimi anni“, ha dichiarato Cheung. “Dobbiamo disporre dell’infrastruttura giusta per eseguire il posizionamento di tali veicoli“.
Cheung e Lee hanno tracciato le orbite dei satelliti di navigazione dal sistema di posizionamento globale degli Stati Uniti e due delle sue controparti, il sistema europeo Galileo e il sistema GLONASS della Russia; 81 satelliti in tutto. La maggior parte di loro ha antenne direzionali che trasmettono verso la superficie terrestre, ma i loro segnali si irradiano anche nello spazio.
“Questi segnali”, affermano i ricercatori, “sono abbastanza forti da essere letti da veicoli spaziali con ricevitori abbastanza compatti vicino alla Luna”. Cheung, Lee e il loro team hanno calcolato che un veicolo spaziale in orbita lunare sarebbe in grado di “vedere” tra cinque e 13 segnali dei satelliti in qualsiasi momento, abbastanza da determinare con un’approssimazione di 200 o 300 metri.
Aiutare gli astronauti a “navigare” dopo l’atterraggio sulla superficie della luna, sarebbe più complicato, soprattutto perché nelle regioni polari i segnali potrebbero essere facilmente bloccati da colline o cerchi del cratere.
Ma il team del JPL e i colleghi del Goddard Space Flight Center, hanno suggerito di utilizzare un trasmettitore situato molto più vicino alla Luna come punto di riferimento. “Forse”, hanno scritto gli scienziati, “potrebbero essere utilizzati due satelliti in orbita lunare: un nuovo satellite come relè posizionato in orbita lunare alta per fungere da segnale di localizzazione, combinato con il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, che sorveglia la luna dal 2009”.
Questa mini-rete non deve essere estremamente costosa per gli standard dei programmi spaziali. Il satellite relè potrebbe essere un piccolo cubesat che potrebbe essere lanciato in concomitanza del lancio di altri carichi utili con un unico razzo.
I piani per il programma Artemis sono stati rallentati dai dibattiti sui finanziamenti e sull’architettura della missione. I dirigenti della NASA avrebbero voluto posizionare un gateway in orbita cislunare, una stazione spaziale modulare che avrebbe dovuto fungere da base operativa per le operazioni sulla superficie lunare ma i tagli al budget imposti da congresso hanno costretto la NASA a rinviare il gateway di diversi anni.
Resta l’impegno dell’agenzia spaziale americana a riportare gli astronauti sul nostro satellite naturale entro il 2024, come ordinato dalla Casa Bianca.
Un sistema di navigazione lunare, però, sarà molto utile, affermano tecnici e ricercatori, indipendentemente da come si svolgono gli atterraggi lunari.
“Può essere fatto“, ha concluso Cheung. “È solo una questione di soldi.”