Perché è così difficile per le navicelle spaziali arrivare sulla Luna?

L'atterraggio sulla Luna è stato estremamente impegnativo per le missioni robotiche.
L'atterraggio sulla Luna è stato estremamente impegnativo per le missioni robotiche. Diritti d'autore Canva
Di Anna Desmarais
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Questo articolo è stato pubblicato originariamente in inglese

Gli Stati Uniti sono atterrati sulla Luna per la prima volta dopo 50 anni. Ma perché l'allunaggio è un'impresa così difficile?

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Per la prima volta in mezzo secolo, gli Stati Uniti sono finalmente riusciti ad atterrare sulla Luna. Il razzo SpaceX che trasportava il lander lunare dell'azienda privata Intuitive Machines è partito dal Kennedy Space Center in Florida e ha percorso 400.000 km per raggiungere la sua destinazione: l'emisfero meridionale della Luna.

A bordo del lander lunare si trova l'equipaggiamento spaziale della NASA che preparerà la Luna per un'ulteriore esplorazione umana.

Bill Nelson, amministratore dell'agenzia spaziale statunitense, ha definito il lancio "una nuova avventura nella scienza e nella leadership americana nello spazio". "Questa impresa è un enorme trionfo per l'intera umanità", ha dichiarato Nelson tramite un video pubblicato su X.

**L'atterraggio della Intuitive Machines, con sede a Houston, è l'unico riuscito da un navicella americana negli ultimi anni.**Missioni guidate da robot come Chandrayaan-3, indiano, e SLIM, Giapponese, sono riuscite a raggiungere il polo sud della Luna nei mesi scorsi.

Due navicelle russe e una giapponese, invece, hanno fallito nei loro tentativi di allunaggio nell'ultimo anno. A gennaio, anche l'azienda statunitense Astrobotic Technology ha tentato di entrare nella storia, ma alla fine ha dovuto rinunciare alla sua impresa a causa di una perdita critica di carburante, che si è poi bruciato nell'atmosfera terrestre.

Se l'umanità è riuscita a portare gli esseri umani sulla Luna in modo sicuro più di 50 anni fa, perché è ancora così difficile far atterrare sulla Luna dei lander senza equipaggio?

Un'immagine scattata da un Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) di un rover lunare chiamato Smart Lander for Investigating Moon, o SLIM, sulla Luna.
Un'immagine scattata da un Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) di un rover lunare chiamato Smart Lander for Investigating Moon, o SLIM, sulla Luna.JAXA/Takara Tomy/Sony Group Corporation/Doshisha University via AP, File

Un atterraggio leggero

Markus Landgraf, responsabile del programma Moon Future Studies dell'Agenzia spaziale europea (ESA), afferma che l'essenziale è un atterraggio leggero. I razzi partono dalla Terra e si dirigono verso la Luna a una velocità di 2 km al secondo, velocità che mantengono una volta raggiunta l'orbita.

I velivoli sono dotati di sistemi di guida che determinano la distanza tra il veicolo spaziale e la superficie della Luna, in modo che il team sulla Terra possa iniziare l'eventuale discesa. Questo è un passaggio importante, osserva Landgraf, perché una volta che si inizia a "bruciare" il motore del veicolo spaziale, significa che, per le missioni con i robot, si è "impegnati ad atterrare".

"La domanda diventa quindi... quanto forte atterrerete?", spiega Landgraf. "E per atterrare dolcemente, come ridurrete [la velocità?]".

Landgraf ricorda che, per atterrare dolcemente, il motore del veicolo spaziale deve funzionare ininterrottamente per circa 10 minuti per "eliminare tutta la velocità che si doveva accumulare per rimanere in orbita".

Poi si tratta di rallentare fino a una velocità di circa 6.479 km/h (1.800 m al secondo), in modo che il veicolo possa toccare delicatamente la superficie della Luna. Per un allunaggio riuscito, tutto deve funzionare perfettamente.

Sono solo cinque i Paesi che sono riusciti ad effettuare un atterraggio morbido con una missione esclusivamente robotica: l'atterraggio di Luna 9 dell'ex Unione Sovietica, la missione Surveyor 1 degli Stati Uniti nel 1966 e, più recentemente nel XXI secolo, Cina, India e Giappone.

L'illuminazione sul polo sud della Luna è molto complessa con tutte queste ombre lunghe e profonde, il che rende ancora più difficile per il computer osservare il terreno e prendere una decisione su come atterrare.
Markus Landgraf
Responsabile del programma Moon Future Studies dell'Agenzia spaziale europea

Secondo Landgraf, l'allunaggio è leggermente più facile per le missioni umane, dato che c'è un "certo margine di manovra nella risoluzione dei problemi", grazie alla presenza degli astronauti nella navicella spaziale. E nel peggiore dei casi, gli astronauti possono separarsi da una navicella in orbita e tornare sulla Terra se pensano che l'atterraggio sia destinato a fallire: cosa che non si può fare con le missioni di soli robot.

Gli ostacoli per un atterraggio sulla Luna, però, non si limitano alla velocità del veicolo. Una volta che un veicolo spaziale si avvicina al satellite della Terra, lo attende un terreno incredibilmente accidentato.

Il lander lunare Odysseus di Intuitive Machines cattura un'immagine del cratere lunare Schomberger.
Il lander lunare Odysseus di Intuitive Machines cattura un'immagine del cratere lunare Schomberger.Intuitive Machines via AP

Secondo le spiegazioni di Landgraf, in passato la maggior parte delle missioni lunari si limitava alla zona "equatoriale" della Luna, perché lì il terreno è in gran parte piatto e facile da atterrare.

Ciò che rende ancora più impressionante l'atterraggio della Intuitive Machine è il fatto che è atterrato proprio sulla parte meridionale della Luna: una superficie inesplorata, più scura e più ruvida rispetto a quella conosciuta grazie alle missioni del passato.

"L'illuminazione [sul polo sud] è molto complessa con tutte queste ombre lunghe e profonde, il che rende ancora più difficile per il computer osservare l'immagine [del terreno] e prendere una decisione [su come atterrare]", puntualizza Landgraf.

La polvere può disorientare

Nicolas Peter, presidente dell'Università spaziale internazionale (ISU) in Francia, sottolinea che un altro aspetto di cui le squadre devono essere consapevoli quando atterrano con un veicolo spaziale sulla Luna è la polvere spaziale. "A volte, quando si atterra, la polvere che si solleva dal terreno può accecare e rendere le cose difficili", spiega.

Sebbene l'impresa delle Macchine Intuitive sia notevole per le sue prodezze tecnologiche, il successo è stato possibile anche grazie a un pizzico di fortuna.

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A volte, quando si atterra, la polvere che si solleva dal terreno può accecare e rendere le cose difficili.
Nicolas Peter
Presidente dell'Università spaziale internazionale

"A volte una combinazione di fattori fa fallire una missione, e non c'è niente da fare", ricorda Landgraf. E nonostante il successo, il team Intuitive Machines deve affrontare ancora delle sfide. L'equipaggio sulla Terra deve assicurarsi che il rover possa sopravvivere a una notte buia e fredda di 14 giorni sulla superficie della Luna per poter raccogliere le informazioni scientifiche di cui ha bisogno.

**L'ultimo aggiornamento di Intuitive Machines su X afferma che il loro rover, Odysseus, è "vivo e vegeto".**I team di Intuitive Machines sono ora in contatto con il robot per capire la sua posizione specifica sulla Luna e "per scaricare i dati scientifici" che ha già raccolto dalla superficie lunare.

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