Perché la NASA ha rinviato i suoi piani per la Luna

La NASA ha rinviato di almeno un anno il programma lunare Artemis, che nei progetti dell’agenzia spaziale statunitense dovrà riportare gli astronauti sulla Luna dopo le missioni Apollo di oltre 50 anni fa. Il rinvio era stato previsto da tempo da numerosi esperti e analisti considerati i ritardi in quasi tutti i settori del progetto, ma fino a ieri la NASA aveva mantenuto ufficialmente il calendario fissato anni fa e che prevedeva il primo viaggio intorno alla Luna di un equipaggio entro la fine di quest’anno. Il rinvio conferma le numerose difficoltà intorno ad Artemis, con ricadute non solo per la NASA, ma per le decine di aziende private e agenzie spaziali in giro per il mondo che collaborano al progetto, compresa l’Agenzia spaziale europea (ESA).

A oggi il programma lunare avviato sette anni fa, sulla scia di precedenti iniziative, ha portato a termine una sola missione senza equipaggio: Artemis 1, un volo dimostrativo che nel novembre del 2022 aveva permesso di verificare il funzionamento del potente razzo SLS (Space Launch System) e di Orion, la capsula all’interno della quale viaggeranno un giorno gli astronauti diretti verso il nostro satellite naturale. Quella missione, arrivata dopo numerosi ritardi e rinvii a causa di problemi tecnici, era stata un successo, ma aveva comunque messo in evidenza numerosi problemi che secondo la NASA non potranno essere risolti entro la fine dell’anno, come inizialmente auspicato.

Nel corso di una conferenza stampa organizzata martedì 9 gennaio, l’amministratore associato della NASA Jim Free ha pronunciato una frase che molti osservatori, non necessariamente i più critici, attendevano da tempo: «Dobbiamo essere realistici». Free ha ammesso che molti dettagli di Artemis devono essere ancora chiariti, ma soprattutto che alcune tecnologie non sono pronte per permettere al programma lunare di essere realizzato secondo i piani. Il progetto è del resto molto ambizioso e al tempo stesso complicato, se confrontato con il programma Apollo che per la prima volta portò gli astronauti sulla Luna.

A differenza di come andarono le cose negli anni Sessanta, la NASA ha previsto per Artemis un forte coinvolgimento delle aziende private, affidando loro in appalto la gestione di numerose attività sulle quali sono richieste più autonomie rispetto al passato. La società spaziale SpaceX di Elon Musk, per esempio, ha ricevuto l’incarico di sviluppare un sistema per trasportare gli astronauti dall’orbita lunare al suolo della Luna, attraverso la sua nuova grande astronave Starship. Il veicolo spaziale è però ancora in fase di test, ha condotto due soli lanci e non ha mai compiuto nemmeno un’orbita intorno alla Terra. Musk sostiene che nei prossimi mesi ci sarà una rapida accelerazione nei test e nei progressi, ma servirà del tempo prima che Starship raggiunga i requisiti della NASA per essere certificata per il trasporto di esseri umani.

Artemis 2 non prevede l’utilizzo di Starship, perché l’equipaggio a bordo non compirà un allunaggio; nello sviluppo dei suoi sistemi sono comunque emersi problemi legati soprattutto a Orion. L’analisi della capsula dopo Artemis 1 aveva fatto riscontrare alcuni problemi allo scudo termico, la parte che la protegge durante il rientro nell’atmosfera in cui si sviluppano temperature molto alte, fino a 2.700 °C. Lo scudo in alcuni punti si è sfaldato, rimanendo ampiamente nei margini di sicurezza, ma in modo sufficiente da far staccare alcuni frammenti: la NASA vuole capire se questi avrebbero potuto colpire altre parti di Orion, costituendo un rischio per le missioni in cui ci sarà un equipaggio a bordo, a partire proprio da Artemis 2.

Le analisi avevano inoltre messo in evidenza un altro problema legato al sistema di abbandono del lancio, fondamentale nel caso di un malfunzionamento del grande razzo SLS che spinge Orion oltre l’atmosfera terrestre e lo indirizza poi verso la Luna. La capsula è collocata in cima a SLS e c’è la possibilità di accendere alcuni razzi, molto più piccoli, per staccarsi dal lanciatore in poche frazioni di secondo se questo non dovesse funzionare come previsto. Le simulazioni e i test sul sistema di abbandono del lancio avevano dato i risultati attesi, ma era emerso un danneggiamento di alcune batterie della capsula, che potrebbe costituire un rischio per chi è a bordo e che devono quindi essere sistemate.

Altri problemi sempre legati a Orion sono emersi nella preparazione delle prossime missioni di Artemis, in particolare a causa di un errore di progettazione di un circuito che gestisce il funzionamento di alcune valvole all’interno della capsula impiegate tra le altre cose per ridurre i livelli di anidride carbonica al suo interno, mantenendo l’aria respirabile per l’equipaggio. I tecnici hanno dovuto smontare il modello di Orion realizzato per Artemis 2, in modo da poter sostituire i componenti difettosi. Questi lavori secondo le informazioni fornite dalla NASA sono stati una delle principali cause del rinvio.

Il lancio di Artemis 2 era infatti previsto per settembre di quest’anno, ma si è deciso di rinviarlo a settembre 2025. Il rinvio fa sì che tutte le altre missioni di Artemis scalino di almeno un anno, con Artemis 3 – la prima missione con un allunaggio – che non avverrà prima di settembre 2026. L’amministratore della NASA, Bill Nelson, ha motivato in modo piuttosto perentorio, ripetendo un concetto che usa spesso quando si verifica qualche imprevisto nella programmazione delle missioni con equipaggi: «Non voliamo finché tutto non è pronto. La sicurezza è fondamentale».

Artemis 2 prevede che a bordo di Orion ci siano quattro astronauti che dopo il lancio rimarranno in orbita intorno alla Terra per 24 ore, in modo da condurre vari test sulla capsula. Dopodiché inizierà il viaggio verso la Luna, ma senza che Orion entri in orbita intorno al satellite: lo supererà, sorvolerà la parte della Luna non osservabile dalla Terra a circa 7.400 chilometri di distanza e poi tornerà verso il nostro pianeta. La missione servirà per verificare buona parte delle strumentazioni, fatta eccezione per tutto ciò che sarà necessario per l’allunaggio, a cominciare da Starship.

La grande astronave di SpaceX servirà infatti per Artemis 3, una missione molto più complessa. Nei piani della NASA, Starship dovrà raggiungere autonomamente l’orbita lunare e attendere l’arrivo di Orion con quattro astronauti a bordo. I veicoli spaziali si uniranno, rendendo possibile il passaggio di due membri dell’equipaggio, una donna e un uomo, da Orion a Starship, che effettuerà poi le manovre per compiere l’allunaggio. Dopo avere trascorso alcune ore sulla superficie lunare, i due astronauti torneranno in orbita sempre con Starship e rientreranno su Orion, raggiungendo i due colleghi che li avevano attesi nel frattempo. L’equipaggio riunito potrà quindi tornare verso la Terra e concludere la missione.

Annunciando il rinvio, la NASA ha elencato le molte difficoltà ancora da superare per poter realizzare Artemis 3. La prima e più evidente è la mancanza a oggi di un sistema per effettuare l’allunaggio: Starship non ha mai raggiunto nemmeno l’orbita terrestre ed è ancora molto lontana dall’essere testata per il suo impiego con equipaggi, così come devono essere ancora sperimentati i sistemi di attracco tra Orion e l’astronave di SpaceX, essenziali per permettere ai due astronauti di effettuare l’allunaggio.

C’è poi un dettaglio che preoccupa più di tutto molti esperti: dopo il lancio, Starship dovrà essere in grado di ricevere rifornimenti in orbita intorno alla Terra prima di poter iniziare il proprio viaggio verso la Luna. Il rifornimento di combustibile in orbita non è stato mai sperimentato e implica l’impiego di altre astronavi per poterlo fare. La procedura pone ulteriori difficoltà tecniche, senza contare che saranno necessari più rifornimenti per Starship per le missioni lunari.

In futuro la NASA sfrutterà altri sistemi per l’allunaggio commissionati ad altre aziende, ma in molti da anni si chiedono l’utilità di un sistema così complicato per Artemis, soprattutto se confrontato con quello del programma Apollo. Le missioni che portarono i primi astronauti sulla Luna utilizzavano un sistema relativamente più semplice, con il modulo per l’allunaggio (LEM) che viaggiava insieme all’equipaggio già dalla Terra e progettato insieme agli altri sistemi per il trasporto degli astronauti. Quella soluzione aveva però il difetto di limitare la quantità di materiale trasportabile, un problema che la NASA ha cercato di superare anche nell’ottica di costruire Gateway, una piccola base orbitale che sarà assemblata intorno alla Luna.

Artemis ha avuto inoltre una genesi alquanto travagliata. Ufficialmente il programma lunare fu avviato alla fine del 2017, quando l’allora presidente degli Stati Uniti, Donald Trump, chiese alla NASA di tornare a esplorare la Luna con astronauti il prima possibile. Il suo predecessore, Barack Obama, aveva invece deciso che la NASA si dovesse concentrare sulle esplorazioni con equipaggi di destinazioni molto più remote come Marte. SLS e Orion erano già in fase di sviluppo da tempo e con enormi ritardi: in un certo senso fu cambiata la loro destinazione d’uso.

I piani iniziali di Artemis prevedevano che il primo allunaggio non sarebbe stato effettuato prima del 2028, cosa che però non piaceva all’amministrazione Trump. Nel 2019 il vicepresidente Mike Pence, che aveva le deleghe sulle attività spaziali, annunciò che sarebbe stata necessaria un’accelerazione dei progetti e tra lo stupore di molti disse che l’allunaggio si sarebbe verificato entro la fine del 2024. Trump all’epoca confidava di ottenere un secondo mandato e vedeva in Artemis la possibilità di terminare la propria presidenza con un grande evento.

Pence disse che del resto tra il famoso discorso del presidente John F. Kennedy con l’annuncio di portare i primi astronauti sulla Luna e il primo allunaggio erano passati appena otto anni, di conseguenza si poteva ottenere un risultato simile se non migliore con Artemis. All’epoca però la NASA aveva ricevuto per anni finanziamenti enormi, incomparabili con quelli degli ultimi anni destinati all’agenzia. Poco tempo dopo gli annunci di Pence si concretizzarono i problemi previsti da numerosi osservatori, sulla base di come erano andate fino ad allora le cose con i grandi ritardi legati a SLS e Orion.

Artemis 1 nei piani iniziali sarebbe dovuta avvenire alla fine del 2020, ma nella realtà dei fatti la missione fu pronta per partire solo a novembre del 2022, quando ormai Trump non era più presidente e al suo posto c’era Joe Biden. Artemis 1 fu comunque un successo e ciò convinse la nuova presidenza a mantenere i piani, anche perché ormai la NASA aveva stretto una grande quantità di contratti e avviato anche un piano di intenti internazionale, sottoscritto da numerose agenzie spaziali.

Considerati i precedenti ritardi, anche le nuove date annunciate martedì dalla NASA sembrano difficili da rispettare, come hanno fatto notare alcuni giornalisti nel corso della conferenza stampa. Free ha risposto alle obiezioni ricordando che le società che lavorano in appalto per Artemis hanno concordato sulla definizione delle nuove scadenze: «Da come la vedo io, le persone coinvolte nell’industria spaziale sono qui per dirci che sono d’accordo. Per quanto riguarda il governo abbiamo firmato contratti che ci impegnano per quelle date, sulla base dei dettagli tecnici che ci hanno fornito, e che hanno valutato i nostri gruppi di tecnici».

Il forte coinvolgimento delle aziende private non riguarda solamente le missioni con astronauti, ma anche la possibilità di raggiungere e trasportare sulla Luna materiale come robot e strumentazioni. La NASA vuole creare un ecosistema in cui i privati sono incentivati a essere il più autonomi possibile, riducendo in questo modo i costi per l’agenzia spaziale che potrà poi fruire dei loro servizi. Tra i progetti più importanti in tal senso c’è il Commercial Lunar Payload Services (CLPS) che ha di recente portato a Peregrine, una missione lunare privata gestita dalla società Astrobotic per portare sulla Luna strumentazioni di vario tipo, compresi alcuni sistemi per esperimenti scientifici della NASA. Dopo il lancio, la missione ha però avuto problemi tecnici e non sarà in grado di compiere un allunaggio.

I progetti come CLPS consentono di accelerare i tempi delle missioni, ma come dimostra Peregrine non offrono le garanzie che di solito danno le iniziative gestite direttamente dalla NASA. I responsabili dell’agenzia ne sono consapevoli e dicono che i maggiori rischi sono comunque compensati dalla possibilità di avviare più di frequente nuove missioni verso la Luna. Le esplorazioni lunari sono del resto considerate essenziali sia per sperimentare soluzioni che un giorno potranno essere impiegate su destinazioni ancora più ambiziose, come Marte, sia per lo sfruttamento delle risorse lunari o per la produzione di nuovi materiali, sfruttando le diverse condizioni di gravità rispetto alla Terra. Prima, però, sulla Luna dobbiamo tornarci.