La navicella Orion verso lo storico sorvolo lunare della missione Artemis II

La navicella spaziale Orion sta attualmente effettuando un preciso passaggio al perilunio nell'ambito della missione Artemis II, raggiungendo una distanza dalla superficie lunare che offrirà all'equipaggio viste senza precedenti del terreno lunare e dati di navigazione critici. Questo storico sorvolo funge da test fondamentale per le capacità della NASA nello spazio profondo, segnando la prima volta che un veicolo con equipaggio visita le vicinanze della Luna dall'era Apollo. Utilizzando una traiettoria ad alta quota, la missione mette in mostra sistemi di navigazione ottica avanzati e getta le basi per i futuri tentativi di allunaggio.

Il ritorno della NASA nello spazio profondo rappresenta una svolta significativa nel volo spaziale umano, spostandosi oltre l'orbita terrestre bassa (LEO) per stabilire una presenza sostenibile intorno alla Luna. La missione Artemis II è stata progettata per convalidare le prestazioni dello Space Launch System (SLS) e della navicella Orion in un ambiente ad alte radiazioni. Ricercatori e ingegneri di istituzioni come il Johnson Space Center hanno sottolineato che questo volo non è semplicemente un "giro intorno alla Luna", ma una rigorosa valutazione delle tecnologie necessarie per mantenere in vita gli esseri umani durante il transito pluriennale verso Marte. Il successo della missione dipende dalla dimostrazione che i sistemi di supporto vitale possono sostenere quattro astronauti per tutta la durata del viaggio, mantenendo l'integrità strutturale contro micrometeoroidi e radiazioni solari.

Il viaggio verso la Luna è iniziato con un lancio impeccabile dal Kennedy Space Center, dove il razzo SLS ha eseguito con successo l'ascesa primaria e la critica manovra di inserzione trans-lunare (TLI). Questa manovra ha spinto la navicella spaziale Orion fuori dall'orbita terrestre e su un percorso verso la sfera d'influenza lunare. Durante i primi giorni di volo, l'equipaggio ha eseguito una serie di operazioni di prossimità e controlli di sistema per garantire che il Modulo di Servizio Europeo (ESM) fornisse l'energia e la propulsione necessarie. Questi primi traguardi hanno confermato che il razzo più potente mai costruito può trasportare in modo affidabile un carico utile con equipaggio nello spazio profondo, un prerequisito per tutte le missioni successive nell'architettura Artemis.

In che modo la traiettoria di ritorno libero garantisce la sicurezza dell'equipaggio?

La traiettoria di ritorno libero per Artemis II sfrutta la gravità della Luna per fiondare naturalmente la navicella Orion verso la Terra dopo il sorvolo, riducendo al minimo la necessità di propulsione e garantendo un rientro sicuro anche in caso di guasto ai sistemi. Questo percorso passivo aumenta la sicurezza dell'equipaggio riducendo la dipendenza dal carburante e dai motori di bordo per il viaggio di ritorno, agendo efficacemente come un "inversione a U" celeste.

Posizionando la navicella su questo specifico percorso orbitale, gli ingegneri della NASA hanno integrato un sistema di sicurezza intrinseco nella fisica della missione. Se la navicella spaziale Orion dovesse subire un guasto totale al sistema di propulsione dopo la manovra TLI iniziale, le leggi della meccanica orbitale detterebbero comunque un ritorno nell'atmosfera terrestre. Questa strategia fu notoriamente impiegata durante la missione Apollo 13 per salvare l'equipaggio dopo l'esplosione di un serbatoio di ossigeno. Per Artemis II, questa traiettoria consente ai controllori di missione di monitorare le prestazioni della navicella con la tranquillità che l'equipaggio si trovi su un percorso predeterminato verso casa, indipendentemente da lievi anomalie meccaniche. Questo approccio orientato alla sicurezza è fondamentale quando si testano per la prima volta nuovi hardware per lo spazio profondo con occupanti umani.

Cosa succede all'equipaggio durante il sorvolo della faccia nascosta della Luna?

Durante il sorvolo della faccia nascosta della Luna, l'equipaggio sarà privo di comunicazione diretta con la Terra a causa della Luna che blocca i segnali radio, affidandosi ai sistemi autonomi di Orion per la navigazione e le operazioni. Gli astronauti continueranno a monitorare lo stato della navicella e a svolgere compiti scientifici; il sorvolo offrirà viste uniche del lato lontano della Luna che sono impossibili da catturare dalla Terra.

Il periodo di silenzio radio, spesso definito "perdita di segnale" (LOS), è una delle fasi psicologicamente e tecnicamente più impegnative della missione Artemis II. Mentre la navicella passa dietro il lembo lunare, la massiccia mole della Luna funge da scudo fisico, interrompendo tutti i collegamenti dati e voce con il Controllo Missione a Houston. Durante questi minuti critici, la navicella spaziale Orion deve funzionare con totale autonomia. L'equipaggio — composto dal Comandante Reid Wiseman, dal Pilota Victor Glover e dagli Specialisti di Missione Christina Koch e Jeremy Hansen — è addestrato a gestire qualsiasi imprevisto senza il supporto da terra. Questo periodo consente inoltre all'equipaggio di concentrarsi sulla fotografia ad alta risoluzione e sulla raccolta di dati dai sensori degli altopiani lunari, fornendo nuove informazioni sulla storia geologica della Luna.

Perché questo è importante per Marte

Testare il supporto vitale nello spazio profondo e la schermatura dalle radiazioni durante la missione Artemis II è lo stress test definitivo per i futuri viaggi con equipaggio verso il Pianeta Rosso. A differenza delle missioni sulla Stazione Spaziale Internazionale, che beneficiano della protezione del campo magnetico terrestre, Artemis II espone l'equipaggio al duro ambiente dello spazio interplanetario. I dati raccolti durante questo volo informeranno direttamente la progettazione dei veicoli di trasporto diretti a Marte, in particolare su come mitigare gli effetti delle radiazioni cosmiche di lunga durata sui tessuti umani.

• Schermatura dalle radiazioni: Orion è dotata di schermature avanzate e di un'area "rifugio" per proteggere l'equipaggio dagli eventi di particelle solari (SPE).
• Fisiologia umana: I ricercatori monitorano la densità ossea e la salute cardiovascolare dell'equipaggio per prevedere come reagirà il corpo umano a una missione di tre anni su Marte.
• Ridondanza del supporto vitale: La missione testa la durata del Carbon Dioxide Removal System (CDRS) e dei sistemi di recupero dell'acqua in un ambiente ad alto rischio.
• Navigazione autonoma: Test di tecniche di "navigazione ottica" in cui la navicella utilizza il tracciamento delle stelle e i punti di riferimento lunari per orientarsi senza GPS.

Il successo di Artemis II non è definito solo da un ammaraggio sicuro; si misura dal volume di dati telemetrici restituiti agli ingegneri della NASA. Ogni litro di ossigeno consumato e ogni watt di potenza generato dai pannelli solari viene analizzato per perfezionare l'"architettura lunare" che sosterrà l'allunaggio di Artemis III. Identificando ora eventuali piccoli "bug" nel sistema Orion, la NASA può garantire che la prossima missione, che mira a far sbarcare la prima donna e la prima persona di colore sulla superficie lunare, sia il più sicura possibile. La missione funge essenzialmente da simulazione ad alta fedeltà per le sfide dei viaggi spaziali a lunga distanza, dove l'aiuto dalla Terra si trova a milioni di chilometri — o a diversi minuti luce — di distanza.

Guardando al futuro, una volta che l'equipaggio di Artemis II avrà completato il sorvolo lunare, inizierà un viaggio di ritorno di più giorni verso la Terra, che culminerà in un rientro atmosferico ad alta velocità. La navicella colpirà l'atmosfera a velocità superiori a 25.000 miglia orarie, testando lo scudo termico ablativo più grande del mondo. Un ammaraggio riuscito nell'Oceano Pacifico segnalerà che i sistemi Orion e SLS sono certificati per il volo umano e pronti per le complesse manovre orbitali richieste per la stazione Gateway e i futuri veicoli di transito per Marte. La missione è un audace promemoria del fatto che, prima di poter camminare su un altro pianeta, dobbiamo prima padroneggiare l'arte di navigare nel nostro cortile celeste.