Arrivare a −10.000 metri o +380.000 km di quota non è un’impresa da tutti i giorni, e poche nazioni posso vantare di aver intrapreso con successo una spedizione simile. La Cina è però riuscita nell’intento di raggiungere entrambe le destinazioni nello stesso mese. Lasciamo la notizia relativa alle Fosse delle Marianne agli appassionati di esplorazione dei fondali oceanici e concentriamoci su quella di esplorazione lunare, perché è a quella quota che orbita il nostro satellite naturale.
A inizio settimana è partita la missione Chang’e 5 con una sonda destinata a raccogliere campioni lunari. La sonda ha lasciato la superficie terrestre alle 21:30 del 23 novembre (ora italiana) a bordo di un razzo Lunga Marcia 5, e dopo una brevissima fase in orbita terrestre, il secondo stadio ha riacceso i motori poco prima delle 22:00 (dopo esattamente 27 minuti e 56 secondi di volo) per quello che si chiama TLI, Trans-Lunar Injection, l’inserimento in una traiettoria di trasferimento verso la Luna. L’accensione è durata 6 minuti e 53 secondi e ha aumentato la velocità della sonda rispetto alla Terra da 7,8 km/s a 11 km/s, una quantità sufficiente per far allontanare la sonda per centinaia di migliaia di chilometri dal nostro pianeta.
Terminata l’operazione di TLI, il razzo ha concluso la sua missione, e il secondo stadio e Chang’e 5 si sono separati. Nonostante il razzo vettore non stia più accompagnando la sonda, non vuol dire che questa navigherà per inerzia, anzi, la missione prevede moltissime manovre aggiuntive. Analizzando bene come è composta la Chang’e 5, la massa totale al lancio era di 8.200 kg, di cui ben 5.450 kg sono costituiti esclusivamente dal propellente necessario ad alimentare i suoi motori, che sono davvero tanti. In totale la sonda infatti dispone di ben 77 propulsori, tra principali e ausiliari, distribuiti nelle 4 unità funzionali (orbiter, modulo di rientro, lander e modulo di risalita) e di 6 potenze diverse, 10 N, 25 N, 120 N, 150 N, 3.000 N e 7.500 N. Sono necessari 12 serbatoi diversi per stivare il propellente, cosa che ha aggiunto una leggera complessità alla missione durante il rifornimento pre-lancio, ma tutto è andato per il meglio. Il sistema propulsivo nel suo complesso, motori più propellente, ha una massa che supera le 6 tonnellate e costituisce il 75% della massa totale della sonda al momento del lancio.
Il viaggio verso la Luna è stato lungo ma tranquillo, sono state necessarie soltanto alcune manovre correttive prima di raggiungere la destinazione. La prima è avvenuta il giorno dopo il lancio, precisamente il 24 novembre alle 15:06, con un’accensione molto breve del motore da 3.000 N. La spinta è durata solamente due secondi, segno che il razzo aveva già effettuato un’ottima manovra TLI. Esattamente 24 ore dopo la prima, il 25 novembre alle 15:06 è avvenuta la seconda correzione di rotta, con un’altra breve accensione di 6 secondi, questa volta a cura di due motori da 150 N. Si sono usati motori meno potenti per effettuare questa correzione di minore entità, perché di fatto questa manovra ha solamente raffinato la precedente, e non è stato necessario effettuare una terza correzione.
L’inserimento in orbita lunare di Chang’e 5 si svolgerà in due fasi, la prima delle quali si è compiuta da poco. Per poter essere catturati dalla gravità lunare occorre effettuare una manovra di inserimento in orbita chiamata LOI, cioé Lunar Orbit Insertion, che diminuisce la velocità relativa della sonda rispetto alla Luna. La massa di Chang’e 5, però, è troppo grande perché i motori che possiede possano inserirla nell’orbita corretta in una sola manovra. Così quando la sonda ha raggiunto il perilunio ha acceso i motori per inserirsi in un’orbita provvisoria, ellittica, molto alta e con un periodo di 8 ore. Chang’e 5 la percorrerà quindi per 3 volte nel corso di un giorno esatto. Dopodiché i motori si riaccenderanno per abbassare e circolarizzare l’orbita a 200 km di quota dalla superficie lunare. Si tratta di un’orbita bassa di periodo leggermente superiore a due ore.
La prima parte della manovra LOI è stata molto impegnativa: alle 13:58 di oggi il motore da 3000 N è stato acceso per ben 17 minuti quando la sonda si trovava a 400 km di quota dalla superficie lunare. La seconda accensione, quella di circolarizzazione dell’orbita, avverrà domani più o meno alla stessa ora. Non è un caso che tutte le manovre importanti siano avvenute all’incirca alla stessa ora del giorno. Il profilo di missione è stato infatti scelto in modo da garantire che il segnale radio della sonda fosse ricevuto in Cina durante questi momenti salienti. Sebbene l’agenzia spaziale cinese possa contare sul supporto dei partner internazionali per acquisire il segnale radio anche da stazioni non cinesi, in patria ha attrezzature più sofisticate, alcune delle quali sono state costruite appositamente per il programma Chang’e.
Al termine dell’accensione di circolarizzazione si concluderà il viaggio di andata del complesso trenino spaziale di Chang’e 5, e alcune delle sue componenti si separeranno per dare il via al loro specifico compito. In particolare il lander, che porta sul dorso il modulo di ascesa, inizierà la manovra di atterraggio sulla superficie. Una volta arrivato sulla Luna, nel corso di due giorni avverranno lo scavo e il campionamento del suolo. Il materiale raccolto sarà messo al sicuro nel modulo di ascesa, che tornerà in orbita lunare per un rendez-vouz con orbiter e modulo di ritorno. Questi ultimi riaccenderanno infine i motori per tornare a Terra con il prezioso bottino.
La situazione è in costante evoluzione, e per rimanere aggiornati in tempo reale con la missione potete seguire AstronautiCAST su Twitter o la discussione dedicata su ForumAstronautico.it.
