Nell'ottobre del 2024, la NASA invierà gli astronauti sulla Luna per la prima volta dall'era Apollo. Dopo aver stabilito l'orbita con la loro navicella spaziale Orion, una squadra di due astronauti ('la prima donna e il prossimo uomo') atterrerà nella regione polare meridionale della Luna. Nel corso di una settimana, questi astronauti esploreranno e indagheranno su uno dei tanti crateri permanentemente in ombra della regione.
Essendo la prima missione lunare con equipaggio in oltre cinquant'anni, questa missione e quelle che seguiranno avranno una solida serie di obiettivi scientifici. Questi obiettivi sono stati fissati nel Relazione del team di definizione scientifica di Artemis III , che è stato rilasciato al pubblico all'inizio di questo mese. Questo rapporto è una sintesi del piano scientifico preparato per volere della NASA Direzione della missione scientifica (SMD) per il Artemide III missione.
La strada del ritorno sulla luna
Il processo per la definizione di questi obiettivi è iniziato nel mese di settembre, quando il Divisione di scienze planetarie dell'SMD della NASA ha riunito il Science Definition Team (SDT). Questa squadra è stata incaricata di valutare gli obiettivi per ilArtemide IIImissione che raggiungerebbe gli obiettivi scientifici articolati dalla NASA e raccomandando gli approcci investigativi, le principali attività scientifiche di superficie e i concetti operativi richiesti.
Schema della missione Artemis III e dei suoi obiettivi. Credito: NASA
Le loro valutazioni si sono basate sui quattro Documenti Guida della Comunità, che consistevano nei Tabella di marcia per l'esplorazione lunare degli Stati Uniti , il Contesto scientifico per l'esplorazione della luna (2007) , il LEAG Advancing Science of the Moon , e il Visioni e viaggi per la scienza planetaria nel decennio (2013-2022) .
L'SDT ha anche preso in considerazione le raccomandazioni formulate dal Indagine decennale sulla scienza planetaria (2013 – 2022), nonché white paper presentati dalla comunità scientifica. Questi documenti raccomandavano quasi ogni tipo di scienza lunare ed esperimento immaginabile, che vanno dal rilevamento della materia oscura e gli effetti della gravità lunare sui topi alla radioastronomia e alla restituzione di campioni di ghiaccio lunare.
Nella loro relazione finale, che è stata presentata il 6 novembre e resa disponibile al pubblico il 4 dicembre, l'SDT ha identificato sette obiettivi generali che comprendono tutti gli obiettivi scientifici identificati. Questi obiettivi includono:
- Comprendere i processi planetari
- Comprendere il carattere e l'origine dei volatili polari lunari
- Interpretare la storia dell'impatto del sistema Terra-Luna
- Rivelando il record del sole antico e del nostro ambiente astronomico
- Osservare l'universo e l'ambiente spaziale locale da una posizione unica
- Condurre la scienza sperimentale nell'ambiente lunare
- Indagare e mitigare i rischi esplorativi
Rappresentazione artistica degli astronauti che raccolgono campioni di ghiaccio lunare. Attestazione: NTL/HeroX
Come hanno affermato gli autori nel introduzione sezione del loro rapporto:
“L'esperienza acquisita dalle sei spedizioni Apollo dal 1969 al 1972 – collettivamente, la geologia del campo, la creazione di pacchetti sperimentali sulla superficie della Luna e i campioni portati sulla Terra per l'analisi – ha ridefinito la nostra comprensione del Sistema Solare. Nel 21° secolo, c'è stata una rinascita dell'interesse internazionale per la Luna.
“Questi risultati del 21° secolo dimostrano che la Luna non è un mondo sterile e dormiente, è un mondo con opportunità senza precedenti per nuove scoperte scientifiche e ricche opportunità per attività commerciali.
Scoperte rivoluzionarie... hanno rafforzato lo status della Luna come pietra angolare della scienza planetaria e hanno aumentato la necessità di un programma completo di esplorazione e utilizzo lunare che guiderà la crescita economica, promuoverà la collaborazione internazionale e amplierà la conoscenza umana'.
Campione-Restituzione
Sulla base di questi obiettivi, gli autori del rapporto hanno pubblicato 15 risultati e raccomandazioni corrispondenti perArtemide III. In particolare, viene sottolineato un 'programma di ritorno del campione ottimale' che consentirebbe di riportare le rocce lunari sulla Terra per l'analisi. Da ciò, la prima raccomandazione afferma che:
“Gli astronauti dovrebbero partecipare a un corso in stile Apollo in geologia e scienze planetarie, che includa componenti sia sul campo che in classe, al fine di fornire una caratterizzazione geologica in situ ottimale dei siti di raccolta dei campioni lunari. Un team dedicato di scienziati dovrebbe servire in un Artemis III Science Mission Center con sede sulla Terra con audio bidirezionale in tempo reale e video unidirezionale tra l'equipaggio e il Science Mission Center.
Illustrazione degli astronauti di Artemide sulla luna. Crediti: NASA
Questo è coerente con il Riunione annuale 2020 dei risultati del LEAG , dove è stato raccomandato che ilArtemide IIImissione procurare campioni di materiale lunare che superano la massa media di ciò che gli astronauti dell'Apollo hanno portato con sé - almeno 150 kg (~ 330 libbre). Precedenti studi hanno concluso che sarebbe necessario un campione di questa massa per supportare numerose analisi e massimizzare i ritorni scientifici.
Sottolineano anche come avere un 'catalogo di campioni accuratamente curato' sulla Terra consentirebbe future scoperte scientifiche man mano che la tecnologia avanza e vengono resi disponibili nuovi strumenti e tecniche analitiche. Le rocce lunari restituite dagli astronauti dell'Apollo lo confermano sicuramente. Decenni dopo, l'analisi di questi campioni sta ancora rivelando cose sulla formazione e l'evoluzione della Luna!
Sottolineano inoltre che i campioni acquistati dovrebbero essere di natura diversa e 'ampiamente rappresentativi della complessa geologia della regione del polo sud'. Pertanto, si consiglia diArtemide IIIgli astronauti siano addestrati e attrezzati per raccogliere una varietà di campioni di superficie e sotto la superficie. Ciò è particolarmente importante considerando che è stato scoperto che i depositi di ghiaccio lunari si estendono al di sotto della superficie.
Successivamente, raccomandano che l'analisi in situ e la raccolta dei campioni siano attentamente coordinate per massimizzare i ritorni scientifici. In sostanza, ciò significa che gli astronomi dovrebbero dare la priorità ai campioni volatili in base a come la loro rimozione, trasporto e indurimento porteranno alla perdita di questi elementi. Concordemente, sottolineano anche la necessità di contenitori sottovuoto leggeri e a doppia chiusura per trasportarli a casa.
La NASA ha già lanciato un concorso di incentivi tramite HeroX per trovare soluzioni a questa sfida: il NASA Lunar Deep Freeze Challenge . La NASA ha anche investito in 14 società per soluzioni come parte del suo quinta sollecitazione competitiva “Tipping Point” . Chiaramente, la NASA e le sue affiliate stanno dando notevole importanza al recupero di campioni di ghiaccio lunare.
Operazioni in loco
Il rapporto fornisce anche una serie di raccomandazioni per le operazioni di superficie durante la missione. Questi includono la creazione di capacità di alimentazione e comunicazione di lunga durata nel bacino di Aitken al polo sud che consentiranno il monitoraggio geofisico e ambientale dopo che gli astronauti avranno fatto i bagagli e sono tornati a casa.
Successivamente, hanno raccomandato alla NASA di stabilire comunicazioni a banda larga e capacità di trasmissione dati in tempo reale per il sito della missione. Ciò consentirebbe a un team di supporto del centro operativo sulla Terra di monitorare e fornire supporto agli astronauti mentre conducono attività extraveicolare (EVA).
Ci sono state anche preoccupazioni per quanto riguarda le allocazioni di massa che saranno disponibili a bordo dello Human Landing System (HLS). In breve, gli autori del rapporto ritengono che il lander utilizzato per traghettare due astronauti tra la capsula spaziale Orion e la superficie non sarà in grado di trasportare abbastanza strumenti o carichi utili per raggiungere tutti gli obiettivi scientifici della missione.
Rappresentazione artistica di un Artemis Human Landing System (HLS). Credito: NASA
Pertanto, gli autori del rapporto raccomandano alla NASA di sollecitare lo sviluppo di strumenti in grado di affrontare più di una forma di analisi o indagine alla volta. In alternativa, raccomandano alla NASA di preposizionare gli strumenti scientifici nelle vicinanze del sito di atterraggio di Artemis III in modo che l'HLS non debba trasportare tutto fino al sito.
'Questo potrebbe consistere in una cache inerte di strumenti/strumenti a cui l'equipaggio può accedere all'arrivo e/o uno o più lander o rover strumentati per il monitoraggio ambientale', scrivono. Si raccomandava anche il posizionamento di pacchi in più siti di atterraggio per raccogliere dati e consentire future missioni in questi siti, in modo simile a quanto realizzato con il Pacchetti di esperimenti sulla superficie lunare dell'Apollo (ALSEP).
Preoccupazioni logistiche
Altre importanti considerazioni che vengono sottolineate includono la mobilità dell'equipaggio sulla superficie lunare. Pertanto, gli autori del rapporto raccomandano che la NASA invii un rover o un altro veicolo sulla superficie lunare prima dell'arrivo delArtemide IIIastronauti. Anche la trasmissione fedele dei dati dalla superficie è fondamentale, scrivono, così come la necessità di stabilire parametri coordinati di mappatura e temporizzazione.
Durante i preparativi perArtemide III, gli autori sottolineano che tutti i dati lunari esistenti dovrebbero essere prontamente disponibili per scienziati e pianificatori di missioni. A tal fine, raccomandano di continuare a fornire finanziamenti sufficienti per mantenere la Sistema di dati planetari (PDS), un archivio digitale a lungo termine e una serie di strumenti online che consente agli utenti di accedere a tutti i dati di ricerca e missione della NASA esistenti.
Illustrazione degli astronauti della NASA al Polo Sud lunare. Credito: NASA
Raccomandano anche che le nostre mappe della regione polare meridionale vengano ripulite e lucidate seriamente! Ciò consisterebbe nella creazione di mosaici e modelli topografici utilizzando i dati più aggiornati e di migliore qualità disponibili, ovvero quelli ottenuti da missioni come il Orbiter da ricognizione lunare (LRO),il SELenological and Engineering Explorer (SELENE),e Chandrayaan-1 .
Hanno anche raccomandato che venga effettuata un'ulteriore mappatura dei siti di atterraggio candidati e su una scala di ciò che è stato fatto in preparazione per gli atterraggi dell'Apollo. Ciò è particolarmente importante poiché, come affermano, '[il] ritorno scientifico della missione Artemis III sarà intrinsecamente legato al sito di atterraggio di Artemis III' e che i risultati scientifici desiderati 'dovrebbero essere una considerazione importante durante la selezione del sito processi.'
Cooperazione
Un'altra grande preoccupazione è stata la necessità di integrazione tra le varie direzioni che hanno un interesse nelArtemide IIImissione e l'eventuale costruzione del Campo Base Artemide . Questo include la NASA Direzione della missione per l'esplorazione umana e le operazioni (HEOMD), la direzione della missione scientifica (SMD), il Direzione della missione per la tecnologia spaziale (STMD) e tutte le comunità scientifiche e commerciali esterne.
Per garantire ciò, raccomandano che venga creato un gruppo di lavoro permanente di scienziati Artemis con l'SMD e che questo gruppo lavori a stretto contatto con i rappresentanti dell'STMD e dell'HEOMD. Pensano anche che il LEAG, il Team di pianificazione per la cura e l'analisi di materiali extraterrestri (CAPTEM) e altri gruppi di analisi del programma dovrebbero sfruttare la loro esperienza nel trattare con più parti interessate e sintetizzare gli obiettivi.
Rappresentazione artistica delle operazioni di superficie sulla Luna. Credito: NASA
Questi obiettivi e raccomandazioni vanno ben oltre la garanzia che i ritorni scientifici per ilArtemide IIImissione sono massimizzati. A lungo termine, definire ciò che il programma Artemis dovrebbe realizzare (e gettare le basi per raggiungere tutto ciò) è essenziale per la creazione della NASA di un 'programma sostenibile di esplorazione lunare'.
Al di làArtemide III, questo piano prevede la creazione di infrastrutture permanenti su e in orbita attorno alla Luna entro il 2030. Ciò include la Artemis Gateway (aka. thePortale Lunare,o semplicementeGateway), un habitat orbitale che consentirà un accesso regolare alla Luna, e il Campo Base Artemide – una struttura che consentirà missioni esplorative di lunga durata in superficie. Come sintetizzano gli SDT nel loro rapporto:
“La missione Artemis III, una singola missione sulla superficie lunare, è solo l'inizio. Artemis III non affronterà ciascuno degli obiettivi dell'Artemis Science Plan e non affronterà tutte le questioni scientifiche aperte sulla Luna, ma sarà una solida base per la scoperta futura'.
Puoi leggere il rapporto completo e i materiali correlati facendo clic su uno qualsiasi dei collegamenti in basso. Se interessati, è possibile controllare l'intero municipio della comunità di Artemis III SDT di seguito, per gentile concessione della NASA Istituto virtuale di ricerca sull'esplorazione del sistema solare (SERVER):
Ulteriori letture: