I piani della NASA per le missioni abitate in orbita lunare

Sebbene la NASA non abbia ancora piani specifici per le missioni umane oltre il 2021, l'agenzia è negli stadi iniziali per lo sviluppo di una sequenza di missioni nello spazio cis-lunare negli anni '20 in preparazione per le missioni successive su Marte.

Questi piani, che potrebbero coinvolgere sia partner internazionali che commerciali, dovrebbero testare i moduli abitativi e altre tecnologie in missioni attorno alla Luna che potrebbero spaziare da alcune settimane fino a un anno.

"Questi concetti a cui stiamo lavorando oggi prevedono il coinvolgimento, nei primi anni '20, del veicolo spaziale Orion nello spazio attorno alla Luna in una serie di missioni sempre più prolungate", dice Skip Hatfield, manager del Development Projects Office press il Johnson Space Center della NASA, durante una sessione di 'Humans to Mars Summit' che si è svolto il 6 maggio scorso.

Sebbene la NASA abbia dei piani fittizi per una serie di missioni con Orion lanciate per mezzo dello Space Launch System (SLS) negli anni '20, l'ultima missione sicuramente assegnata è l'Exploration Mission-2 (EM-2), il primo volo con equipaggio di SLS/Orion, previsto per il 2021. Una di queste missioni future potrebbe vedere l'invio degli astronauti verso un asteroide piazzato in orbita lunare come parte della missione Asteroid Redirect Mission (ARM), ma la data di questa missione dipende quando - o se - questo asteroide arriverà nello spazio cis-lunare.

La NASA ha invece discusso di missioni umane nello spazio attorno alla Luna come parte della fase 'Campo di Prova' che fa parte della complessa strategia per l'esplorazione di Marte chiamata ' Journey to Mars'. Questa fase, che si trova fra l'attuale 'Dipendente dalla Terra' e quella a lungo termine 'Indipendente dalla Terra', dovrebbe servire per mettere alla prova le tecnologie e guadagnare l'esperienza necessaria prima di inviare gli esseri umani verso Marte.

Lo scopo chiave di queste missioni, dice Hatfield, sarà quello di testare i moduli abitativi e i relativi sistemi che potranno essere utilizzati nelle missioni marziane. "Il prossimo grande passo che dobbiamo fare è provare a fare lunghe distanze con i moduli abitativi," ha detto. "Vi sono un sacco di fare per avviare questo prossimo passo."

Gli studi hanno evidenziato due differenti approcci per la fase di sviluppo di questi moduli abitativi. Una prima idea prevede di sviluppare una serie di piccoli moduli che possono essere lanciati assieme al veicolo spaziale Orion utilizzando la versione potenziata Block 1B di SLS. Questi lanci, a partire da EM-3, la seconda missione con equipaggio di SLS/Orion, potrebbero permettere di ospitare moduli del peso dalle 10 alle 12 tonnellate, dice Matthew Duggan, manager dei sistemi spaziali alla Boeing.

Nell'illustrazione artistica in alto a sinistra un modulo abitativo della Boeing in orbita lunare.
Credit: Boeing

Il vantaggio di questo approccio, dice, sarebbe di avere questi moduli abitativi lanciati 'gratis' - ovvero senza la necessità di un lancio apposito. "In ogni missione di Orion potremmo aggiungere qualcosa di utile e così potremmo montare questo veicolo sempre più grande in orbita attorno alla Luna,"

Lo svantaggio, dice David Smitherman, dirigente tecnico dell'Advanced Concepts Office presso il Marshall Space Flight Center della NASA, è che è meno efficiente. Egli propone di utilizzare uno o due moduli più grandi lanciati con missioni SLS dedicate, che permetterebbero di risparmiare massa e fornire molto più volume che una serie di piccoli moduli.

"La massa in realtà si riduce un po partendo da tre moduli, due moduli e poi su un unico modulo, anche se si sta aumentando tutto il volume lungo la strada," ha detto, citando la ricerca che verrà pubblicata entro la fine dell'anno.

La NASA sta aumentando la sua pianificazione interna con una serie di contratti di studio aggiudicati all'inizio di quest'anno nell'ambito di un programma chiamato NeXTStep ( Next Space Technologies for Exploration Partnerships). Sette dei dodici studi di NeXTSTEP coprono sia i moduli abitativi che i loro sottosistemi principali.

La Lockheed Martin Space System sta utilizzando il contratto NEXTStep per studiare le tecnologie abitative puntando sul sistema Jupiter, proposto dalla compagnia per il trasporto di carichi verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), così come le capacità offerte da Orion.

"Orion è un veicolo spaziale altamente capace progettato per mantenere in vita in questo ambiente, e per un lungo periodo di tempo, gli equipaggi," ha detto Josh Hopkins, architetto presso la LM. "Questo significa che è possibile mantenere l'avamposto, per i primi voli, relativamente piccolo e poco costoso."

Cosa cosa accadrà una volta che gli studi di NeXTStep saranno stati completati il prossimo anno non è ancora chiaro, ha detto Hatfield, e dipenderà in parte sui risultati degli studi. "Questo è qualcosa a cui dobbiamo lavorare," ha detto, aggiungendo che parte del suo lavoro attuale comprende l'elaborazione di una strategia di acquisizione in grado di integrare i partenariati internazionali o pubblici-privato per alcuni elementi.

Anche se la struttura tecnica e programmatica di queste missioni cis-lunari ancora da sviluppare, vi è opinione diffusa che tali missioni sono necessarie prima di quelle umane su Marte. "Non possiamo fare quel salto gigante di una missione di mille giorni verso Marte direttamente dalla ISS," ha detto Hopkins. "Abbiamo bisogno di qualcosa che sia ai confini dello spazio profondo."