Per la prima volta dal 1972, gli Stati Uniti tornano sulla Luna.
Alle 18:23 Giovedì 22 febbraio, ora di New York, Intuitive Machines Inc. ha fatto atterrare un veicolo spaziale robotico sulla luna, diventando la prima azienda privata a posizionare un veicolo intatto sulla superficie lunare.
La NASA, che ha pagato quasi 118 milioni di dollari per questa missione, ha postato le sue congratulazioni sulla piattaforma social X:"Il tuo ordine è stato consegnato... sulla luna!" Intuitive Machines invierà infine due ulteriori lander sulla Luna in collaborazione con la NASA.
Man mano che le ambizioni spaziali nazionali crescono e il business dello spazio si espande, le aziende si sono affrettate a rivendicare il titolo di aver fatto atterrare il primo velivolo privato intero sulla luna. Nessuno ha avuto successo fino ad ora. Un’organizzazione no-profit israeliana, SpaceIL, ci ha provato nel 2019, ma la sua imbarcazione è arrivata troppo velocemente e si è schiantata sulla superficie. L’anno scorso, la Ispace Inc., con sede a Tokyo, ha perso i contatti con il suo lander. E a gennaio, il lander Astrobotic con sede a Pittsburgh ha subito un guasto al motore subito dopo aver raggiunto lo spazio.
Dato che gli Stati Uniti sono riusciti a portare l'uomo sulla Luna mezzo secolo fa, perché si è rivelato così difficile per le aziende, e persino per i paesi, farlo di nuovo?
La luna è un ambiente ostile. È difficile progettare veicoli spaziali in grado di navigare sulla sua superficie ed è quasi impossibile ricreare quelle situazioni sulla Terra per i test. E le risorse delle aziende private impallidiscono rispetto a quelle della NASA negli anni '60:un fondo di guerra che un tempo arrivava a circa il 4% del bilancio federale complessivo degli Stati Uniti.
L’ostacolo più grande potrebbe essere stato rappresentato dagli ingegneri e dalle aziende del 21° secolo con poca o nessuna esperienza nel settore. Sono passati più di 50 anni da quando gli esseri umani hanno progettato e inviato lander sulla Luna, quindi le aziende partivano quasi da zero e lavoravano con nuove tecnologie.
"Diciamo che siamo già stati lì, ma queste aziende non ci sono mai state", ha detto in un'intervista Phillip Metzger, fisico planetario dell'Università della Florida Centrale. "Si tratta di una tecnologia davvero nuova che viene perfezionata e maturata proprio adesso."
Dopo l’ultima missione Apollo del 1972, la NASA aveva distolto la sua attenzione dalla Luna per concentrarsi sullo Space Shuttle, sulla Stazione Spaziale Internazionale e su altri obiettivi. Varie amministrazioni proposero il ritorno sulla Luna, ma quei programmi non sopravvissero ai venti contrari politici. Ma nel 2017, il presidente Donald Trump ha spinto la NASA a lanciare l'iniziativa Artemis per rimandare indietro gli esseri umani.
L'obiettivo dell'agenzia spaziale è creare una presenza sostenibile sulla Luna, sostenendo che imparare a vivere e lavorare lì aiuterà, in ultima analisi, a consentire agli esseri umani di esplorare il sistema solare.
Ciò significa molti contratti governativi redditizi. E a differenza dell’era Apollo, le aziende private hanno il potenziale per farcela, con un piccolo aiuto da parte della NASA. Intuitive Machines e Astrobotic hanno collaborato entrambe con il programma CLPS dell'agenzia spaziale, progettato per contribuire a stimolare lo sviluppo di lander commerciali per Artemis.
Tuttavia, permangono sfide fisiche per l’esplorazione lunare. Anche solo viaggiare nel vuoto dello spazio per raggiungere la luna è già una lotta. I veicoli spaziali devono affrontare sbalzi di temperatura, a seconda di quali parti del veicolo sono rivolte verso il sole, e sono spesso bombardati da raggi cosmici:particelle irradiate che fluiscono dal sole o dallo spazio profondo che possono facilmente friggere i dispositivi elettronici che non stanno bene. protetto.
La Luna è larga circa un quarto del nostro pianeta, con una gravità complessivamente molto inferiore, il che rende difficile la manovra in orbita. Il suo terreno accidentato, i crateri e altri fattori diffondono la gravità in modo non uniforme.
"Quando orbiti attorno alla Luna, alla fine ti schianterai contro la Luna perché la gravità irregolare perturberà la tua orbita", ha detto Metzger. "Per questo motivo è necessario disporre di un sistema di navigazione che capisca esattamente dove ti trovi e possa adattarsi in tempo reale."
A differenza della Terra, che ha un’atmosfera che aiuta ad attutire la caduta dei veicoli spaziali di ritorno, la Luna non ha quasi atmosfera. Per atterrare lì, praticamente tutti i veicoli spaziali devono utilizzare una qualche forma di motore a razzo per abbassarsi dolcemente sul terreno sottostante. La navicella spaziale deve bruciare i motori in modo così preciso da fermarsi appena sopra la superficie. Altrimenti rischiano di bloccarsi.
Tutto ciò richiede di sapere su cosa sta per atterrare la navicella spaziale. I lander robotici spesso si affidano alle informazioni raccolte dai sensori del veicolo, nonché alle immagini del bersaglio di atterraggio raccolte in anticipo, che spesso non hanno una risoluzione molto elevata. A complicare le cose è la distanza della Luna dalla Terra. Di solito c'è qualche secondo di ritardo quando si inviano comandi a questi veicoli spaziali.
"Devi fare tutto in modo autonomo", ha detto Addie Dove, professore associato presso l'Università della Florida Centrale che lavora su una missione di sbarco sulla Luna. "Non c'è modo per un essere umano di correggere le cose in tempo reale solo a causa della rapidità con cui tutto accade."
Ciò può portare a problemi come quelli affrontati da Ispace nel 2023. Alla fine si è accorto che il suo lander lunare aveva subito un problema tecnico nel software e aveva valutato erroneamente l'altezza del terreno sottostante, causando la mancanza di carburante e lo schianto.
E a volte si verificano guasti hardware. A gennaio, la Japan Aerospace Exploration Agency ha fatto atterrare il suo veicolo spaziale lunare Smart Lander for Investigating entro 55 metri, o 180 piedi, dal suo obiettivo previsto. Un apparente problema al motore ha portato il veicolo ad atterrare sulla testa, invece che di lato. Quindi, anche se è atterrato intatto, la sua missione è terminata presto perché non è riuscito a ricaricare adeguatamente i suoi pannelli solari.
L'obiettivo assegnato a Intuitive Machines era un ulteriore livello di difficoltà. Inizialmente, la compagnia sperava di atterrare vicino all'equatore relativamente piatto della Luna, dove sono atterrate tutte le missioni Apollo. Ma la NASA ha chiesto alla compagnia di spostare il suo sito di atterraggio nella regione del polo sud della Luna, un punto che numerosi paesi hanno tenuto d'occhio e che l'India si è avvicinata con l'atterraggio del suo Chandrayaan-3 lo scorso agosto dopo un tentativo russo fallito.
I dati raccolti dalla sonda robotica in visita sulla Luna hanno confermato che molti dei crateri del polo sud possono contenere sacche d'acqua sotto forma di ghiaccio. La NASA e altri sono potenzialmente interessati all’estrazione di questo ghiaccio, che potrebbe essere utilizzato per l’acqua potabile o per i raccolti. Se divisa nei suoi componenti elementari – idrogeno e ossigeno – l’acqua potrebbe anche diventare futuri propellenti per i razzi. Resta però da vedere quanto ghiaccio c'è e in che stato si trova.
La NASA spera infine di far atterrare i futuri astronauti Artemis in questa regione e si affida alla prima visione da terra degli Stati Uniti dal lander di Intuitive Machines. La regione è fortemente costellata di crateri e arrivarci dall’orbita è ancora più difficile che raggiungere l’equatore. La modifica del luogo di atterraggio ha richiesto analisi e ingegneria aggiuntive, quasi come pianificare una missione completamente nuova.
"Andremo in posti completamente diversi sulla luna in cui non siamo mai stati", ha detto Dove. "È un po' come dire che abbiamo esplorato tutta l'Antartide o tutta l'Africa quando siamo stati solo sulla costa."
Sebbene i veicoli spaziali lunari siano sottoposti ad anni di test sulla Terra, l’unico modo per sapere se avranno successo è testarli nello spazio. Ma anche questo ha i suoi limiti.
"Se cadi troppe volte, i politici ti costringono a smettere di provarci", ha detto Metzger. "Se si tratta di uno sforzo commerciale, gli investitori si ritirano. Quindi non hai un numero infinito di tentativi."
Per le macchine intuitive, il primo tentativo sembra aver funzionato. E secondo le parole dell'amministratore della NASA Bill Nelson, questa impresa "dimostra la potenza e la promessa delle partnership commerciali della NASA".
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