Guest post: Il punto sulla missione della NASA verso Europa
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Di recente, la NASA ha reso pubbliche alcune novità riguardanti la missione su Europa e il lander in fase di sviluppo. Nel piano originale della NASA la missione “Europa Clipper” sarebbe dovuta essere un orbiter per la luna Europa alimentato da 4 Generatori Termoelettrici a Radioisotopi (RTG); tuttavia, a causa della scarsa quantità di plutonio e dall' impossibilità di riattivare in breve tempo l'apparato di produzione, l'agenzia spaziale ha scelto di optare per un'alimentazione a pannelli solari, similmente alla sonda Juno. Questo cambio di programma, però, ha portato ad un aumento del peso della sonda e all'impossibilità di orbitare direttamente Europa a causa delle intense radiazioni, provenienti dal campo magnetico di Giove; perciò, la NASA ha scelto di rimanere in un'orbita attorno a Giove, più sicura, ed effettuare un ampio numero di fly-by a bassa quota per studiare Europa. La missione è stata quindi rinominata “Europa Multiple-Flyby Mission”.
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Originariamente era stato pensato un piccolo lander di 225 chili di massa e con un diametro di 1,2 metri che avrebbe viaggiato unito alla sonda madre e si sarebbe separato una volta arrivati nell'orbita gioviana. Tuttavia, la massa totale sarebbe stata proibitiva e avrebbe precluso una traiettoria diretta Terra-Giove anche con il potente Space Launch System (SLS)! Perciò gli ingegneri del JPL hanno proposto una soluzione drastica, ma dalle positivissime ripercussioni: lanciare la sonda madre e il lander con due lanci separati, due SLS con traiettoria diretta con una durata del viaggio interplanetario di appena due anni e mezzo. Questa scelta porterebbe alla possibilità di aumentare la massa del lander, aumentare la sicurezza complessiva della missione e di fare più scienza! La missione proposta è così strutturata:
- 2022 - Lancio della sonda “Europa Multiple-Flyby Mission” tramite un SLS Block 1;
- 2023 - Lancio del lander per Europa tramite un SLS Block 1;
- 2025 - Entrata in orbita gioviana dell’”Europa Multiple-Flyby Mission”;
- 2028 - Entrata in orbita gioviana del lander per Europa;
- Tardo 2028 - Entrata in orbita europea del lander;
- Inizio 2029 - Atterraggio su Europa e svolgimento delle operazioni per 21 giorni.
Il lander adotterebbe un concept di missione del tutto nuovo. Sarebbe formato da 4 componenti fondamentali: il bus che lo accompagnerebbe in orbita attorno a Europa e fungerebbe anche da ripetitore per le comunicazioni; uno stadio di deorbit derivato dai “Payload Assist Module” dell'epoca Shuttle; una SkyCrane simile a quella usata per l'atterraggio di Curiosity su Marte nel 2012; infine, il lander vero e proprio. La zona dell'atterraggio verrebbe scelta durante la missione principale dell’”Europa Multiple-Flyby Mission”, che riuscirà a mappare il 95% della superficie della luna con una risoluzione di 50 m per pixel. Il design del modulo di superficie è molto simile a quello del lander marziano Pathfinder; tuttavia, le somiglianze terminano qui. I tre petali che nella sonda marziana servivano ad ospitare i pannelli solari, qui vengono usati come racchette da neve! Infatti, non sappiamo come sia la superficie di Europa ed è possibile che il susseguirsi di microimpatti abbia creato una superficie spugnosa simile alla neve, dove il lander potrebbe sprofondare. Un'altra funzione nuova è quella di stabilizzazione: Pathfinder atterrò in Chryse Planitia, un luogo estremamente piatto, mentre Europa è un mondo molto accidentato ed esiste il rischio di atterrare in una zona ad elevata inclinazione: in questo caso, i petali potrebbero stabilizzare la struttura. Data l'estrema distanza di Giove dal Sole e alle minute dimensioni del lander in confronto a sonde come Juno, esso non potrà ospitare grandi pannelli solari, costringendo gli ingegneri a limitare la durata della missione a 21 giorni dopo l’atterraggio, quando il lander si spegnerebbe per lo scarso quantitativo di energia cumulata nelle batterie.
I 25 chili di carico di strumenti del lander sarebbero concentrati principalmente nella ricerca astrobiologica. A bordo del lander troviamo infatti vari spettroscopi di massa dedicati alla ricerca di materiale organico proveniente dall’oceano sottostante alla superficie. Questi strumenti, che coprono quasi la metà del peso del carico della sonda, saranno affiancati da una coppia di telecamere per creare un panorama in tre dimensioni, un microscopio per osservare i campioni raccolti da un braccio robotico e, infine, un geofono molto utile per determinare l’attività interna della luna e andare alla ricerca di segni di movimenti nel ghiaccio.
Questo sdoppiamento di missione farebbe molto comodo alla NASA anche in funzione delle missioni con equipaggio verso Marte. L'SLS è un razzo molto potente e modulare, ma allo stesso tempo molto costoso. L'esiguo numero lanci che ne deriverebbe non basterebbe a giustificare la spesa dello sviluppo, rischiandone la cancellazione! Aggiungendo ben due lanci al calendario, tuttavia, si potrebbe scongiurare questa ipotesi e rendere un po’ più vicino Marte.
- 2022 - Lancio della sonda “Europa Multiple-Flyby Mission” tramite un SLS Block 1;
- 2023 - Lancio del lander per Europa tramite un SLS Block 1;
- 2025 - Entrata in orbita gioviana dell’”Europa Multiple-Flyby Mission”;
- 2028 - Entrata in orbita gioviana del lander per Europa;
- Tardo 2028 - Entrata in orbita europea del lander;
- Inizio 2029 - Atterraggio su Europa e svolgimento delle operazioni per 21 giorni.
Il lander adotterebbe un concept di missione del tutto nuovo. Sarebbe formato da 4 componenti fondamentali: il bus che lo accompagnerebbe in orbita attorno a Europa e fungerebbe anche da ripetitore per le comunicazioni; uno stadio di deorbit derivato dai “Payload Assist Module” dell'epoca Shuttle; una SkyCrane simile a quella usata per l'atterraggio di Curiosity su Marte nel 2012; infine, il lander vero e proprio. La zona dell'atterraggio verrebbe scelta durante la missione principale dell’”Europa Multiple-Flyby Mission”, che riuscirà a mappare il 95% della superficie della luna con una risoluzione di 50 m per pixel. Il design del modulo di superficie è molto simile a quello del lander marziano Pathfinder; tuttavia, le somiglianze terminano qui. I tre petali che nella sonda marziana servivano ad ospitare i pannelli solari, qui vengono usati come racchette da neve! Infatti, non sappiamo come sia la superficie di Europa ed è possibile che il susseguirsi di microimpatti abbia creato una superficie spugnosa simile alla neve, dove il lander potrebbe sprofondare. Un'altra funzione nuova è quella di stabilizzazione: Pathfinder atterrò in Chryse Planitia, un luogo estremamente piatto, mentre Europa è un mondo molto accidentato ed esiste il rischio di atterrare in una zona ad elevata inclinazione: in questo caso, i petali potrebbero stabilizzare la struttura. Data l'estrema distanza di Giove dal Sole e alle minute dimensioni del lander in confronto a sonde come Juno, esso non potrà ospitare grandi pannelli solari, costringendo gli ingegneri a limitare la durata della missione a 21 giorni dopo l’atterraggio, quando il lander si spegnerebbe per lo scarso quantitativo di energia cumulata nelle batterie.
I 25 chili di carico di strumenti del lander sarebbero concentrati principalmente nella ricerca astrobiologica. A bordo del lander troviamo infatti vari spettroscopi di massa dedicati alla ricerca di materiale organico proveniente dall’oceano sottostante alla superficie. Questi strumenti, che coprono quasi la metà del peso del carico della sonda, saranno affiancati da una coppia di telecamere per creare un panorama in tre dimensioni, un microscopio per osservare i campioni raccolti da un braccio robotico e, infine, un geofono molto utile per determinare l’attività interna della luna e andare alla ricerca di segni di movimenti nel ghiaccio.
Questo sdoppiamento di missione farebbe molto comodo alla NASA anche in funzione delle missioni con equipaggio verso Marte. L'SLS è un razzo molto potente e modulare, ma allo stesso tempo molto costoso. L'esiguo numero lanci che ne deriverebbe non basterebbe a giustificare la spesa dello sviluppo, rischiandone la cancellazione! Aggiungendo ben due lanci al calendario, tuttavia, si potrebbe scongiurare questa ipotesi e rendere un po’ più vicino Marte.
Guest post: Il punto sulla missione della NASA verso Europa
Reviewed by Pietro Capuozzo
on
19.7.16
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