Una vela solare per Artemis I

Il carico scientifico della missione Artemis I, che sarà lanciata a novembre, prevede anche un piccolo cubesat con propulsione a vela solare con la missione di raggiungere un asteroide e studiarlo

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Nell’ambito del programma Artemis, la NASA si sta preparando a lanciare un veicolo spaziale per esplorare gli asteroidi. Il lancio avverrà in occasione del volo di prova della missione Artemis I.

La navicella si chiama Near-Earth Asteroid, o NEA Scout, e userà una vela solare come sistema di propulsione. Sarà la prima missione interplanetaria a farlo!

Gli ingegneri preparano la navicella spaziale NEA Scout per la missione Artemis I. Credito: NASA

Non lasciarti ingannare dalle dimensioni. Scout utilizzerà quattro aste telescopiche in alluminio che si estenderanno fino a 6,8 metri di lunghezza, che dispiegherà una vela solare realizzata con una sorta di plastica (poliimmide alluminata) estremamente leggera perché ha uno spessore di soli 2,5 micron. Per fare un confronto, un tipico capello umano ha uno spessore di 100 micron.

Una volta spiegata, la vela utilizzerà la luce solare come propulsione.



Sebbene i fotoni non abbiano massa, hanno quantità di moto, quindi quando colpiscono la vela le danno una spinta. Per questo la vela è così sottile ma grande (85 mq) e l’astronave piccola e leggera; minore è la massa maggiore è l’accelerazione.

Sebbene l’accelerazione sia incredibilmente bassa, è continua. Quindi anche se inizialmente non ti muovi velocemente, puoi aumentare abbastanza la velocità accelerando per settimane e mesi.

L’asteroide da esplorare non è ancora stato fissato, perché la data di lancio non è sicura e nello spazio tutto si muove. Dopo il lancio verrà messo in orbita intorno al Sole (quella che viene chiamata orbita eliocentrica). Dopodiché, Scout utilizzerà un propulsore a gas freddo per posizionarsi, dispiegherà la vela e poi se ne andrà.

Il piano prevede che Scout corrisponda alle velocità di un asteroide di 100 metri, con l’obiettivo di ottenere immagini con una risoluzione da 10 a 50 centimetri. Non abbiamo mai visto asteroidi così piccoli da vicino, ma sono abbastanza grandi da fare molti danni se dovessero colpire il nostro pianeta. Sapere di più su di loro è importante!

È probabile che siano cumuli di macerie – come Bennu e Ryugu, che hanno una dimensione di 500 e 900 metri – il che significa un miscuglio di rocce molto fragili tenute insieme dalla loro stessa gravità. Deviare un asteroide del genere è complicato e dobbiamo capirli meglio nel caso in cui avessimo bisogno di spingerne uno su una rotta che lo allontani dalla Terra.

Anche l’altra dozzina di capsule secondarie che saranno lanciate da Artemis I sono piuttosto interessanti.

Diversi andranno in orbita intorno alla Luna; due cercheranno il ghiaccio d’acqua nei crateri profondi e scuri, mentre un altro mapperà l’idrogeno (quindi, in realtà, anche quello cercherà  ghiaccio d’acqua).

Anche l’Agenzia spaziale giapponese JAXA avrà a bordo un lander per misurare le radiazioni sulla superficie lunare, una buona idea poiché un giorno ci saranno persone che vivranno sulla Luna.

Per quanto riguarda la missione principale sulla Luna, se tutto va secondo i piani, Artemis I aprirà la strada alla successiva Artemis II, una missione con equipaggio che effettuerà un sorvolo della Luna su quella che viene chiamata una traiettoria di ritorno libera, il che significa che scenderanno abbastanza in basso sulla superficie lunare (circa 7.500 km) in modo tale che la gravità della Luna li rispedirà sulla Terra senza che debbano accendere il motore – in questo modo, se qualcosa va storto, almeno riusciranno a tornare a casa.

Raggiungeranno un’orbita alta intorno al nostro pianeta, quindi ricadranno sulla Terra per atterrare nell’Oceano Pacifico. La tempistica della missione nominale è di 10 giorni ed è prevista per il lancio nel giugno 2023.

Tutto questo è piuttosto ambizioso, anche se ovviamente realizzabile o la NASA non sarebbe andata avanti con queste missioni. Il design generale del progetto Artemis per tornare sulla Luna è cambiato più volte e la scadenza iniziale del 2024 per mettere gli stivali umani sulla superficie era sia arbitraria che pericolosa, e chiaramente decisa per scopi politici.

Ciò ha reso l’architettura del progetto – l’hardware necessario per mettere in sicurezza le persone sulla Luna e riportarle – difficile da definire, specialmente con SLS che non ha mai volato e con il Congresso che controlla il budget. Ad essere onesti, l’architettura non è ancora completamente definita, con i contratti ancora in corso.

Quindi, staremo a vedere. Per come stanno le cose, gli aspetti scientifici di questa missione almeno sembrano piuttosto interessanti, specialmente di vedere da vicino un asteroide grande quanto un campo da calcio.

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