La nuova corsa (privata) alla Luna

Siamo in uno dei più grandi momenti dell'esplorazione spaziale. Lentamente, tutti i nostri sforzi di questi ultimi decenni ci stanno aiutando a virare verso una direzione completamente diversa: quella dell'esplorazione spaziale privata. Sono molti i progetti non governativi che ci stanno facendo sognare: viaggi umani interplanetari verso asteroidi, pianeti e oltre. Questi ambiziosi progetti sono al limite della nostra portata, ed è molto improbabile che vengano completati prima del prossimo decennio.

C'è però una competizione leggermente meno ambiziosa, ma che in compenso porterà a risultati concreti e immediati, facendo atterrare un rover privato sulla superficie della Luna fra meno di un anno e mezzo. Ben 26 team si stanno sfidando per essere i primi a raggiungere l'obiettivo. In palio 20 milioni di dollari al primo team il cui rover atterrerà con successo, percorrerà almeno mezzo miglio e girerà video in alta risoluzione. Altri 5 milioni sono in palio per il secondo posto. In totale, considerando i vari bonus e gli incentivi della NASA, il progetto vale più di 60 milioni di dollari.

L'iniziativa, chiamata Google Lunar X PRIZE, è già a buon punto. Tra i 26 team, stanno già emergendo un paio di probabili vincitori, come l'Astrobotic Technology guidata da William Whittaker, professore presso l'Università Carnegie Mellon, accompagnato dai suoi studenti.

La NASA, nel suo progetto di appoggiare e motivare le compagnie spaziali private a prendere le redini dell'esplorazione spaziale, ha aggiunto 30,1 milioni di dollari al progetto per aiutare sei team a superare gli ostacoli economici sul loro percorso.

PRECEDENTI. Quest'iniziativa ha un precedente, l'Ansari X PRIZE, che nel 2004 aveva messo in palio 10 milioni di dollari al primo veicolo privato con equipaggio a bordo a lasciare l'atmosfera. A vincere il premio fu SpaceShipOne della Mojave Aerospace Ventures (MAV), una compagnia nata dall'accordo tra la Scaled Composites e il miliardario della Microsoft Paul Allen. Il successo di questa iniziativa è stato il fatto che il progetto della MAV non è terminato dopo aver ricevuto i 10 milioni in palio. Oggi, infatti, la MAV ha unito le sue forze con la Virgin Galactic per progettare la SpaceShipTwo, un veicolo in grado di portare i turisti nello spazio. SpaceShipTwo ha infranto la barriera del suono in un recente test e ha già raccolto 60 milioni di dollari dalla vendita dei biglietti ai turisti spaziali.

«Il destino delle compagnie private dopo il Google Lunar X PRIZE è tutto tranne che certo, e non tutti sono convinti che esista un mercato per questi servizi, ma molti ricercatori sono interessati dalla prospettiva di una scienza spaziale finanziata privatamente», ha spiegato Michael Belfiore, giornalista freelance e autore di vari libri sul futuro dell'esplorazione spaziale.

Come spiega Belfiore, niente di ciò che accadrà dopo il Google Lunar X PRIZE può essere previsto, ma gli organizzatori sono fiduciosi di poter ripetere il successo di dieci anni fa.

RED ROVER. Se volete un rover per esplorare gli ambienti più ostili, Whittaker è la persona a cui vi volete rivolgere. Il sessantatreenne, ex-marine, figlio di una farmacista e di un venditore di esplosivi, ha passato la sua intera vita a studiare e progettare rover adatti a sopravvivere in condizioni estreme. I suoi rover sono andati a caccia di meteoriti nei ghiacciai dell'Antartide, hanno scalato i crateri di vulcani attivi in Alaska e si sono inoltrati nella centrale di Three Mile Island dopo l'incidente nucleare più grande nella storia dell'America.

Whittaker ha incominciato a prepararsi a questa competizione nel 2007, durante un altro progetto, l'Urban Challenge della Defense Advanced Research Projects Agency. Il team di Whittaker e dei suoi studenti, chiamato Tartan Racing, vinse la gara di velocità in strade urbane col suo rover, Boss, riuscendo anche a firmare vari accordi con sponsor del calibro della General Motors e di Continental.

Dopo aver vinto la competizione ed essere tornato a fare il professore, Whittaker ha deciso di fondare un'agenzia a scopo di lucro, l'Astrobotic Technology, guidata dall'amico e imprenditore spaziale David Gump. Tra gli sponsor dell'Astrobotic spicca l'Alcoa, che ha donato l'alluminio necessario a fabbricare il veicolo che porterà il rover sulla Luna.

Esplorare la Luna con il suo rover, chiamato Red Rover, sarà il coronamento della sua carriera, spiega lo stesso Whittaker, che ha però chiarito che vorrà raggiungere ogni traguardo extra, altrimenti non sarà soddisfatto. «Se non hai fatto tutto, non hai fatto niente», ha commentato Whittaker.

QUESTIONE DI RAZZI. Whittaker ha già prenotato un posto per il suo rover a bordo del Falcon 9, un razzo sviluppato dalla compagnia privata SpaceX e che ha già portato la capsula Dragon sulla Stazione Spaziale ben tre volte. Whittaker è convinto che ogni team sceglierà il Falcon 9 come razzo, per la sua affidabilità e i suoi bassi costi di lancio. «Per quanto ne sappia, ogni team statunitense sta mirando al Falcon 9».

Il decollo sarà comunque la singola spesa più grande per ogni team. Un posto a bordo del Falcon 9 costa 54 milioni di dollari, il prezzo più vantaggioso sul mercato, ma pur sempre il doppio del prezzo totale.

Una volta lasciata l'atmosfera, lo scudo protettivo si staccherà dalla capsula con a bordo il Red Rover, e il secondo stadio del Falcon 9 porterà l'intero veicolo su una traiettoria di 5 giorni verso la Luna. La mancanza di segnali GPS ha costretto il team a studiare un sistema in grado di orientarsi guardando la Luna, la Terra e le stelle.

Il software del computer centrale del razzo è stato prodotto dalla Carnegie Mellon, e discende direttamente dal software usato dal rover Boss per orientarsi tra le strade di città.

A causa della lontananza della Luna e del ritardo nelle comunicazioni, il rover dovrà atterrare da solo, senza aiuti dagli ingegneri. Un propulsore principale rallenterà la discesa, mentre dei retrorazzi laterali manterranno stabile il veicolo. Una volta toccato il suolo lunare, verranno distese due rampe (una di scorta), per far scendere il rover. Il sistema di bordo calcolerà la distanza percorsa basandosi sulle immagini scattate dalle fotocamere.

Il rover girerà almeno due video ad alta risoluzione, uno subito dopo l'atterraggio e uno più avanti nella missione. Il veicolo è progettato per evitare autonomamente gli ostacoli, e gli ingegneri lo guideranno verso siti interessanti – affioramenti geologici, rocce e, si spera, il sito d'atterraggio di una missione Apollo.

Whittaker è un esperto di condizioni estreme, ma quelle della Luna sono qualcosa di completamente diverso. Durante il giorno lunare, che dura due settimane, le temperature si aggirano intorno ai 120 gradi centigradi, mentre nelle due settimane di notte si scende fino a -170. Qualsiasi strumento che possiede tracce di acqua, come le batterie, verrebbe distrutto.

Gli unici veicoli robotici ad essere sopravvissuti sulla superficie lunare furono, negli anni '70, i rover sovietici Lunokhod. I Lunokhod usavano isotopi radioattivi del polonio per mantenersi caldi – materiali ai quali le compagnie private del Google Lunar X PRIZE non possono ovviamente avere accesso.

La soluzione? Usare di giorno strutture in fibra di carbonio per avvolgere le celle delle batterie e condurre il calore verso l'esterno. Di notte, invece, ibernare il rover e svegliarlo col Sole accendendo degli accumulatori litio-ferro-fosfato. In queste due righe è contenuto l'intero scopo del Google Lunar X PRIZE: far lavorare i migliori cervelli del mondo per trovare nuove tecnologie a bassissimi prezzi. Questa si chiama innovazione.

COMPETIZIONE. L'Astrobotics è una delle favorite, ma dovrà vedersela con la Russia e l'India, che hanno unito le loro forze, e la Cina, che ha a disposizione degli isotopi radioattivi. Ma non solo, perché i pericoli possono venire anche dall'interno, ossia dagli USA. La Moon Express, ad esempio, ha base a Mountain View, in California, ed è finanziata dal co-fondatore miliardario Naveen Jain e altri investitori. Nonostante sia entrata nella competizione nel 2010, ossia tre anni dopo l'inizio, sta già recuperando sulle altre usando tecnologie già sperimentate e usate dalla NASA per costruirsi un suo lander. Un altro avversario pericoloso è la Next Giant Leap, guidata dall'ex-pilota dell'Air Force e oggi imprenditore spaziale Micahel Joyce. La Next Giant Leap ha stretto importanti accordi con il Drapper Laboratory, che ha curato il sistema di navigazione e di controllo delle missioni Apollo, e con il colosso Sierra Nevada Corporation. Joyce sta progettando una sonda in grado di fare dei grandi balzi sulla superficie lunare, riaccendendo i retrorazzi usati per atterrare per spostarsi di località in località.

L'Astrobotics offre dei posti sulla propria sonda e sul proprio rover, a prezzi di 1,8 e 2 milioni di dollari, rispettivamente. C'è chi è già interessato, come il ricercatore Douglas Currie dell'Università del Maryland. Currie ha ideato un sistema per misurare il movimento della Luna 100 volte più accuratamente degli strumenti lasciati sulla superficie dagli astronauti delle missioni Apollo.

«Forse, il beneficio più duraturo dell'X Prize sarà l'ispirare la prossima generazione di scienziati ed ingegneri», conclude Belfiore.

Fonte: Bound For the Moon, Michael Belfiore, Scientific American April 2012