Nel 2024, la prima astronauta femmina metterà piede sulla superficie della Luna, 55 anni dopo che Neil Armstrong ha fatto il suo piccolo passo iconico. La missione Artemis della NASA, che prende il nome dalla dea greca, prevede la progettazione di nuove tute spaziali, la costruzione di una nuova navicella spaziale e il lancio con il razzo più potente del mondo. La prima missione, Artemis I, è prevista nel 2021 e si tratterà di compiere un flyby della Luna senza equipaggio. Nel 2023, Artemis II invierà un equipaggio su un flyby prima della missione Artemis III del 2024, in cui due astronauti – una donna e un uomo – atterreranno sulla superficie lunare.
Missione Artemis: di cosa si tratta
Garantire che la navicella sia pronta per il viaggio è un processo lungo, che richiede mesi di test, molti dei quali sono stati completati tra la fine del 2019 e l’inizio del 2020 alla stazione di Plum Brook della Nasa in Ohio.
“Ci assicuriamo che tutti i sistemi sulla navicella spaziale funzionino negli ambienti estremi dello spazio”, afferma Nicole Smith, capo dell’Exploration Systems Office presso il Nasa Glenn Research Center.
Nel novembre 2019, la navicella spaziale Orion, che sarà utilizzata nella missione Artemis I, è stata trasportata dalla Florida all’aeroporto di Mansfield Lahm in Ohio, prima di dirigersi verso la Plum Brook Station. L’equipaggio e i moduli di servizio viaggiano sul Super Guppy della NASA, un aereo lungo 43,8 metri e capace di trasportare più di 20 tonnellate, che è stato utilizzato per trasportare sezioni della Stazione Spaziale Internazionale. L’aereo è stato utilizzato per la prima volta nel 1965, quando la NASA voleva trasportare parti di razzi di grandi dimensioni durante la corsa allo spazio e ne aveva bisogno per viaggiare più velocemente di quanto fosse già possibile.
Dopo essere arrivato in Ohio, il muso del Super Guppy viene aperto per scaricare la navicella spaziale nella stiva di carico. Il modulo dell’equipaggio e il modulo di servizio, con un peso complessivo di 25 tonnellate, sono il carico utile più pesante mai trasportato sull’aereo: la NASA ha dovuto modificare l’aereo per assicurarsi che potesse accogliere il peso. I preparativi per il volo sono iniziati nel 2014 e hanno comportato la costruzione di un dispositivo di trasporto orizzontale e l’adattamento interno dell’aereo per garantire che il veicolo spaziale si adattasse bene. Ad oggi sono state costruite quattro navicelle spaziali Orion, ma la NASA prevede di commissionarne fino a 12 per le future missioni Artemis.
La navicella ha fatto un viaggio di 66 km dall’aeroporto alla stazione di Plum Brook della NASA, dove passerà quattro mesi in fase di test nel Space Environments Complex (SEC). La struttura ospita la più grande camera a vuoto del mondo, utilizzata per simulare le condizioni dello spazio. Chiamata Space Power Facility (SPF), la camera ha un volume di 22.653 metri quadrati ed è in grado di raggiungere 0,000004 torr. Rispetto alla normale pressione atmosferica, che è di 760 torr, questa è la più vicina a quella che un veicolo spaziale può raggiungere nello spazio.
La camera è cilindrica con la parte superiore a cupola, e ha pareti di alluminio di 30,5 metri di diametro e 37,2 metri di altezza. Le prime prove a cui Orion è sottoposto sono prove di vuoto termico: viene lavato con azoto e tutta l’aria viene rimossa, quindi esposto a temperature molto calde e molto fredde. Successivamente, viene sottoposto a test elettromagnetici. Le onde radio vengono utilizzate per verificare che i sistemi delle navicelle spaziali non interferiscano tra loro, poiché ogni pezzo del kit crea il proprio campo elettromagnetico, e per assicurarsi che le sorgenti radio esterne non influenzino le apparecchiature.
La struttura a gabbia è il Heat Flux System, utilizzato per le prove di vuoto termico. “Le barre nella gabbia sono tutte barre riscaldanti”, dice Smith, “il che ci permette di fare molti tipi di test”. Le barre possono riscaldare separatamente diverse parti della navicella spaziale per simulare il viaggio verso o lontano dal Sole. In totale, Orion ha trascorso 47 giorni all’interno della camera, ondeggiando da circa -156°C a 149°C – vicino, ma non proprio alle temperature estreme che sperimenterà nello spazio.
Nel 2018, una versione di prova del modulo dell’equipaggio di Orion, è stata collocata nel Reverberant Acoustic Test Facility del SEC. La più grande struttura di questo tipo, espone le navicelle spaziali al tipo di volumi sonori che sperimenteranno durante il lancio e la risalita. La camera acustica riverberante ha pareti di cemento spesse 1,8 metri ed è progettata per creare il maggior rumore possibile, producendo fino a 163 dB all’interno della camera di 2.860 m3. Durante i test, la camera è riempita di azoto per ridurre al minimo l’assorbimento del suono.
La parete del Reverberant Acoustic Test Facility ha 36 trombe di varie dimensioni, ciascuna in grado di produrre frequenze diverse. Le trombe metalliche sono idrauliche, mentre quelle bianche sono alimentate elettricamente. Una volta che il modulo dell’equipaggio di Artemis I, una volta terminata la sua missione, sarà riportato nella struttura in Ohio per ulteriori test acustici. “Lo ripescheranno dall’oceano, lo ristruttureranno un po’ e lo puliranno”, dice Smith. “Poi tornerà qui tra un paio d’anni”. La NASA mira a riutilizzare almeno una volta i moduli dell’equipaggio utilizzati nella maggior parte delle missioni, a partire dal modulo Artemis II.
Dopo quattro mesi di test, la navicella spaziale Orion è pronta per essere rispedita al Kennedy Space Center in Florida, dove sarà sottoposta all’elaborazione finale e alla preparazione prima del lancio del 2021. Durante la missione Artemis I, la Orion trascorrerà tre settimane nello spazio, viaggiando oltre la Luna prima di entrare nella sua orbita e tornare infine sulla Terra, sguazzando nell’Oceano Pacifico. Nello spazio, inoltre, dispiegherà 13 cubi per studiare la Luna. Questo segnerà il primo passo per portare la prima astronauta femmina sulla superficie del nostro satellite naturale.
