Il primo volo dello Space Launch System di NASA ha posto anche per piccoli satelliti scientifici

La prima missione del nuovo razzo pesante di NASA denominato Space Launch System o SLS si svolgerà nel 2018 secondo la nuova calendarizzazione dell’agenzia statunitense e viene denominata ufficialmente Exploration Mission 1 (EM-1). Si tratta di una missione che prevede l’utilizzo della versione base del nuovo vettore, definita Block 1 e spinta da quattro motori RS-25 coadiuvati quali primo stadio da due razzi ausiliari alimentati a solido. Questa configurazione garantisce nei progetti circa 70 tonnellate di carico utile in orbita terrestre bassa (LEO) o di parcheggio verso la Luna come nel caso della missione EM-1 che prevede la capsula Orion lanciata in un’orbita stabile oltre la Luna ma senza equipaggio per verificare la perfetta integrazione dei due sistemi prima di un lancio con equipaggio a bordo.

Rendering del lancio di SLS
Credits: NASA

Le prestazioni del vettore superano le reali necessità della missione base e questo ha permesso a NASA di sfruttare a fini scientifici questa opportunità. L’agenzia spaziale statunitense ha infatti reso disponibili sulla missione EM-1 13 slot per CubeSat che verranno rilasciati dopo che la capsula Orion si sarà separata dallo stadio superiore e portata a distanza di sicurezza. Ogni carico a quel punto sarà espulso da un meccanismo a molla dal dispenser posizionato nel modulo di adattamento di Orion e dopo il rilascio i trasmettitori sui CubeSat verranno attivati con le stazioni di terra che attenderanno i loro segnali di presenza per determinare la funzionalità di questi piccoli satelliti. Si tratta di un’opportunità piuttosto rara per questo tipo di satelliti che normalmente devono accontentarsi di brevi voli in LEO come quelli che avvengono dalla ISS, a causa anche della tecnologia volutamente meno sofisticata e quindi meno costosa che ne ha fatto l’attuale fortuna con il grande boom di missioni.

In questa missione invece i piccoli satelliti che fungeranno da carico secondario, sono destinati allo spazio profondo. Dovranno quindi essere decisamente più sofisticati e robusti nonché incorporare le strumentazioni necessarie a eseguire le ricerche scientifiche e tecnologiche utili a sviluppare le conoscenze e le tecnologie per i futuri viaggi umani nello spazio profondo, inclusi i viaggi verso Marte.

“I 13 CubeSat che voleranno nello spazio profondo come carico secondario a bordo di SLS nella EM-1 sono una dimostrazione dell’incrocio tra scienza e tecnologia, e dell’avanzamento del nostro viaggio verso Marte,” ha dichiarato il Vice-amministratore di NASA Dava Newman.

Vista la rara opportunità, i posti erano molto ambiti dai team scientifici di tutto il mondo e per la loro selezione ci si è affidati a una serie di annunci di opportunità di volo, una competizione di NASA e una collaborazione con i partner internazionali di NASA.

“SLS sta fornendo una incredibile opportunità di condurre missioni scientifiche ed esperimenti tecnologici chiave oltre l’orbita bassa terrestre,” ha detto Bill Hill, vice-amministratore associato per lo Sviluppo dei Sistemi di Esplorazione presso il quartier generale di NASA a Washington. “Questo razzo ha la potenza, mai disponibile prima, di spedire Orion nello spazio profondo e in più di trasportare 13 piccoli satelliti, un carico che farà avanzare le nostre conoscenze dello spazio profondo con un costo minimo.”

NASA ha selezionato due dei carichi attraverso l’annuncio pubblico Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP) del maggio 2015, un programma incentrato sullo stimolo alle aziende commerciali a sviluppare le tecnologie necessarie all’esplorazione dello spazio profondo e che ha portato alla selezione di 12 progetti fra cui appunto due nano satelliti:

• Skyfire – sviluppato dalla Lockheed Martin, effettuerà un flyby della Luna acquisendo dati relativi alla sua superficie attraverso i sensori di cui sarà dotato
• Lunar IceCube – proposto dalla Morehead State University del Kentucky, ricercherà acqua ghiacciata e altre risorse dall’orbita lunare bassa, la cui altezza è prevista in circa 100 Km (62 miglia)

I successivi tre carichi sono stati selezionati dal direttorato di Esplorazione Umana e Operazioni di Missioni di NASA:

Rappresentazione artistica del CubeSat Lunar Flashlight sopra il polo sud lunare
Credits: NASA

• Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout) – eseguirà la ricognizione di un asteroide, acquisirà delle fotografie e stabilirà la sua posizione nello spazio
• BioSentinel – utilizzerà dei lieviti per scoprire, misurare e confrontare l’impatto delle radiazioni dello spazio profondo sugli organismi viventi durante una lunga permanenza
• Lunar Flashlight – cercherà depositi di ghiaccio d’acqua e identificherà luoghi in cui le risorse possano essere estratte dalla superficie lunare

Un altro direttorato, quello delle Missioni Scientifiche, si è occupato invece di selezionarealtri due CubeSat:

• CuSP – una stazione meteorologica spaziale che misurerà le particelle e i campi magnetici nello spazio, uno studio pratico per una futura rete di stazioni adibita allo studio del meteo spaziale
• LunaH-Map – mapperà l’idrogeno all’interno dei crateri e le altre regioni permanentemente in ombra del polo sud lunare

Dei rimanenti sei posti disponibili l’agenzia spaziale statunitense ha deciso di riservarne tre ai vincitori del concorso Cube Quest Challenge, sponsorizzato dal direttorato delle Missioni di Tecnologia Spaziale e pensato per incoraggiare l’innovazione nella propulsione e nella tecnologia di comunicazione dei piccoli satelliti. I costruttori di CubeSat gareggeranno per un’opportunità di volo sulla prima missione di SLS partecipando a una competizione che ha quattro turni di selezione, a cui ci si riferisce come tornei terrestri e che porteranno nel 2017 a una selezione dei carichi che voleranno effettivamente.

Gli ultimi tre posti disponibili infine sono stati offerti da NASA ai propri partner internazionali e le discussioni in merito sono attualmente in corso con le decisioni che verranno rese pubbliche più avanti nel tempo.

Rappresentazione artistica di Argomoon appena rilasciato dallo stadio superiore di SLS
Credits: ASI

C’è comunque una bella notizia per l’Italia, infatti con un comunicato di inizio febbraio l’ASI, l’Agenzia Spaziale Italiana, ha annunciato che uno dei suoi progetti è stato selezionato come fruitore di uno di questi spazi. Si tratta di ArgoMoon che rappresenterà in realtà l’intera Europa nell’ambito di questo progetto dell’agenzia statunitense. ArgoMoon sarà interamente progettato e realizzato da Argotec, azienda ingegneristica italiana specializzata nella ricerca e sviluppo di sistemi aerospaziali. L’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) coordinerà il progetto, l’unico selezionato dalla NASA tra quelli proposti a livello europeo, a dimostrazione della posizione di eccellenza che l’Italia ha conquistato nella ricerca spaziale.

“Nella grande sfida dell’esplorazione condivisa dalle agenzie spaziali mondiali,” dice Gabriele Mascetti a capo dell’Unità Volo Umano e Microgravità dell’Agenzia Spaziale Italiana, “il viaggio dell’uomo verso Marte, l’ASI continua a essere in prima linea, promuovendo e sostenendo le eccellenze scientifiche e tecnologiche del nostro Paese. La scelta di ArgoMoon da parte della NASA consolida ulteriormente il ruolo di prestigio dell’Italia a fianco dei maggiori paesi che conducono attività spaziali”.

Anche nel caso italiano come per gli altri CubeSat destinati a questa missione, la sfida degli ingegneri di Argotec sarà quella di ricercare e confinare in un volume ridotto, soluzioni tecnologiche che dovranno essere altamente affidabili per una missione nel deep space e non in LEO come normalmente avviene. ArgoMoon scatterà foto storicamente significative della missione EM-1 e testerà sistemi innovativi di comunicazione. Un’opportunità unica per la ricerca tecnologica sui nano-satelliti, i cui risultati permetteranno di ottenere nuove soluzioni volte ad estendere l’utilizzo dei nano-satelliti a future esplorazioni e supportare l’osservazione terrestre a costi contenuti.

“Un altro passo importante e significativo per una PMI italiana,” dichiara David Avino, Managing Director di Argotec, “che ha da sempre puntato sulla ricerca e sull’innovazione in campo spaziale. I nostri ingegneri sono al lavoro per sviluppare un nuovo concetto di nano-satellite utilizzando materiali innovativi e per integrare, in un volume grande quanto una scatola di scarpe, alcuni dei nostri sistemi e delle tecnologie italiane. I CubeSat sono i droni del futuro e saremo i primi a testarli così lontano dalla Terra, nelle condizioni estreme dell’orbita translunare”.

Fonti: ASI e NASA