Dalla Polonia a Marte viaggiando low cost

Nel 2020 ben quattro missioni partiranno per Marte: ExoMars dell’ESA, Mars 2020 della NASA, entrambe con un costo stimato superiore ai due miliardi di euro, e Al-Amal e HX-1, di UAESA e CNSA, di cui non è ancora chiaro l’importo speso. Una missione su Marte richiede pianificazione, esperienza, precisione, e nonostante tutto l’impegno che ci mettono le maggiori agenzie spaziali solo metà delle missioni storiche si sono concluse con successo. L’investimento necessario per arrivare sul pianeta rosso è mastodontico e lascia fuori dalla porta iniziative di piccole agenzie o di aziende private. O almeno è stato così finora.

We are broadening horizons together with @Virgin_Orbit and Polish universities! #Poland2Mars #Mars @PWr_Wroclaw @p_lodz_pl @PolitechnikaGda @AGH_Krakow @KUL_Lublin @UPWroclaw https://t.co/647QJDtK9A pic.twitter.com/fbfoMlit0x

— SatRevolution (@SatRevolution) October 10, 2019

Pochi giorni fa è arrivato a sorpresa l’annuncio di una nuova missione su Marte per il 2022 da parte di un consorzio formato da Virgin Orbit e università polacche. Una missione alla quale siamo abituati è sicuramente fuori dalla portata di un gruppo giovane, anche se pieno di entusiasmo. Questa volta si viaggia low cost. Razzo economico, carico ridotto, missione breve, risultati scientifici minori. Obiettivo: arrivare.

Arrivare su Marte non è proprio l’unico obiettivo; dietro le quinte di questa missione ci sono tante considerazioni da fare. Ci sono anche motivazioni non scientifiche che spingono per il successo di questa impresa. Innanzitutto è un precursore. Il compimento dell’incarico metterà in luce i centri di ricerca polacchi, il costruttore del lanciatore Virgin Orbit e quello del satellite SatRevolution; sarà fonte di ispirazione per una nuova generazione di scienziati e appassionati, di un popolo senza un passato nell’esplorazione spaziale. Inoltre, sarà un altro dimostratore della tecnologia CubeSat per usi interplanetari.

Entrando più nei dettagli tecnici, il consorzio intende inviare verso Marte un piccolo dispositivo di ridotte dimensioni, non ancora specificate, e dal peso inferiore ai 50 kg. Per fare un paragone, InSight, il più leggero robot attualmente attivo su Marte, pesava al lancio 694 kg e 358 kg all’atterraggio. Il suo dimagrimento durante il viaggio è dovuto al propellente consumato e ai componenti espulsi dopo il loro utilizzo, come ad esempio lo scudo termico dopo l’ingresso in atmosfera oppure due scudieri d’eccezione, descritti meglio più in basso in questo articolo. In un oggetto di 50 kg non c’è molto spazio. Così come per i viaggi low cost sulla terra, bisogna selezionare molto bene cosa portare con sé per non superare il peso limite. Probabilmente non ci sarà spazio per motori per l’inserimento in orbita o attrezzature per l’atterraggio, e la missione si concluderà con un semplice sorvolo del pianeta durante il quale si effettuerà qualche osservazione scientifica.

Il lancio avverrà con un vettore ancora in fase di costruzione e collaudo del volo, che potrebbe avvenire nei prossimi giorni. Si tratta di LauncherOne, di Virgin Orbit, un razzo molto particolare, piccolo, compatto, a due stadi, che non parte da terra, ma da un Boeing 747 (Cosmic Girl) in volo a 12.000 metri di quota. Nominalmente ha una capacità di carico fino a 500 kg in orbita bassa, ma ci sarà bisogno di un kick stage, qualcosa simile a uno stadio aggiuntivo, per poter imprimere al CubeSat la velocità necessaria a raggiungere l’orbita di trasferimento verso Marte. Dovrà, cioè, accelerare rispetto ai 27.000 km/h necessari per rimanere in orbita di altri 13.000 km/h.

Tecnicamente non è la prima missione CubeSat verso Marte. È stato proprio il lander InSight, atterrato su Marte l’anno scorso, a essere accompagnato da due ricognitori unici nel loro genere: MarCO A e MarCO B. La NASA infatti aveva spedito due piccoli CubeSat sperimentali per affiancare la discesa del lander in atmosfera, facendo da ponte verso la Terra. Due satelliti artificiali molto piccoli, di soli 13,5 kg di peso, decisamente più piccoli di quello che pianifica il consorzio polacco. Non avevano nemmeno un vero e proprio sistema propulsivo, usavano solo dei piccoli getti di gas di esafluoropropano per orientarsi correttamente durante la trasmissione dei dati. Una volta compiuto il loro dovere non hanno potuto fare altro che andare alla deriva nello spazio.

Il consorzio trarrà spunto da questa missione e doterà il loro prodotto di qualche strumento scientifico in più. Nonostante la missione abbia un budget molto limitato possono arrivare preziosi risultati per quanto riguarda lo studio geologico di Marte, soprattutto relativamente ad acqua sotto la superficie o alla composizione dell’atmosfera.