Le priorità scientifiche della NASA per le missioni Artemis

La NASA vuole inviare una missione umana sulla Luna nel 2024. Dopo aver raggiunto l’orbita con il veicolo spaziale Orion, due astronauti alluneranno nella regione polare meridionale del nostro satellite. Gli astronauti avranno a disposizione una settimana per esplorare i crateri perennemente in ombra.
Artemis III sarà la prima missione lunare con equipaggio dopo più di cinquant’anni dall’ultima missione Apollo 17. Le missioni Artemis avranno una serie di obiettivi scientifici da perseguire. Questi obiettivi sono stati illustrati nel rapporto del team di definizione scientifica di Artemis III, che è stato reso noto all’inizio di dicembre 2020. Questo rapporto è un riassunto del piano scientifico preparato per volere del Science Mission Directorate (SMD) della NASA per la missione Artemis III.
La definizione di questi obiettivi è iniziata a settembre 2020 quando la Divisione di Scienze Planetarie dell’SMD della NASA ha riunito lo Science Definition Team (SDT). Questo team è stato incaricato di valutare gli obiettivi per la missione Artemis III.
Le loro valutazioni si basano sui quattro documenti guida della comunità, che consistono nel LEAG’s US Lunar Exploration Roadmap, the Scientific Context for the Exploration of the Moon (2007), the LEAG Advancing Science of the Moon, and the Visions and Voyages for Planetary Science in the Decade (2013-2022).
SDT ha considerato inoltre le raccomandazioni formulate dal Planetary Science Decadal Survey (2013 – 2022), nonché i white paper presentati dalla comunità scientifica. Questi documenti consigliano ogni tipo di scienza lunare e di esperimento immaginabile, dal rilevamento della materia oscura agli effetti della gravità lunare sui topi, alla radioastronomia e alla ricerca di ghiaccio lunare.
Nel rapporto finale, che è stato presentato il 6 novembre 2020 ha identificato sette obiettivi principali che comprendono tutti gli obiettivi scientifici identificati. Questi obiettivi sono:
Comprensione dei processi planetari
Comprendere il carattere e l’origine dei volatili polari lunari
Interpretazione della storia dell’impatto del sistema Terra-Luna
Rivelando il record dell’antico sole e del nostro ambiente astronomico
Osservare l’universo e l’ambiente spaziale locale da una posizione unica
Condurre la scienza sperimentale nell’ambiente lunare
Investigare e mitigare i rischi dell’esplorazione
Sulla base di questi obiettivi, gli autori del rapporto hanno pubblicato 15 risultati e le corrispondenti raccomandazioni per la missione Artemis III. In particolare, si sottolinea u programma che consentirebbe di riportare nuovamente sulla Terra le rocce lunari per l’analisi. Per questo gli astronauti dovrebbero effettuare a un corso di geologia e scienze planetaria in stile Apollo.
Ciò è coerente con la riunione annuale 2020 dei risultati del LEAG, in cui è stato raccomandato alla missione Artemis III di procurarsi non meno di 150 Kg di materiale lunare. Studi precedenti hanno concluso che un campione di questa massa sarebbe necessario per supportare numerose analisi e massimizzare i ritorni scientifici.
Sottolineano inoltre come avere un “catalogo di campioni accuratamente curato” consentirebbe future scoperte scientifiche man mano che la tecnologia avanza grazie a nuovi strumenti e tecniche analitiche. I campioni prelevati dovrebbero essere di natura diversa e ampiamente rappresentativi della complessa geologia della regione del polo sud.
La NASA ha già lanciato un concorso tramite HeroX per incentivare le soluzioni a questa sfida: il NASA Lunar Deep Freeze Challenge. La NASA ha inoltre investito in 14 società per trovare soluzioni come parte della sua quinta sollecitazione competitiva “Tipping Point”. Chiaramente, la NASA e le sue affiliate stanno attribuendo una notevole importanza al riportare campioni di ghiaccio lunare.
Il rapporto fornisce una serie di raccomandazioni per le operazioni di superficie durante la missione come ad esempio la creazione di capacità di alimentazione e comunicazione nel bacino del Polo Sud di Aitken che consentiranno il monitoraggio geofisico e ambientale dopo che gli astronauti saranno tornati a casa.
La NASA dovrebbe inoltre stabilire comunicazioni a banda larga e capacità di trasmissione dati in tempo reale per il sito della missione. Ciò consentirebbe a un team del centro operativo di monitorare e fornire supporto agli astronauti mentre svolgono attività extraveicolari. Per quanto riguarda le allocazioni di massa che saranno disponibili a bordo del Sistema di atterraggio umano, gli autori del rapporto ritengono che il lander utilizzato per traghettare due astronauti tra la capsula spaziale Orion e la superficie non sarà in grado di trasportare abbastanza strumenti o carichi utili per raggiungere tutti gli obiettivi scientifici della missione.
Altre considerazioni importanti includono la mobilità dell’equipaggio sulla superficie lunare. Quindi, gli autori del rapporto raccomandano che la NASA invii un rover o un altro veicolo sulla superficie lunare prima dell’arrivo degli astronauti di Artemis III.
Durante i preparativi per Artemis III, gli autori sottolineano che tutti i dati lunari esistenti dovrebbero essere prontamente disponibili per scienziati e pianificatori di missioni. A tal fine, raccomandano di continuare a fornire finanziamenti per mantenere il Planetary Data System (PDS), un archivio digitale e una serie di strumenti online che consentono agli utenti di accedere a tutti i dati di ricerca e missione della NASA.
Un’altra preoccupazione è la necessità di integrare le varie direzioni che hanno un interesse nella missione Artemis III e l’eventuale costruzione del Campo Base Artemis. Ciò include la direzione della missione per l’ esplorazione umana e le operazioni della NASA (HEOMD), la direzione della missione scientifica (SMD), la direzione della missione tecnologica spaziale (STMD) e tutte le comunità scientifiche e commerciali esterne. Per garantire ciò, raccomandano che venga creato un gruppo di lavoro permanente dagli scienziati di Artemis con l’SMD e che questo gruppo lavori a stretto contatto con i rappresentanti dell’STMD e dell’HEOMD. Ritengono inoltre che il LEAG, il team di pianificazione e cura per i materiali extraterrestri (CAPTEM) e altri gruppi di analisi del programma debbano sfruttare la loro esperienza nel trattare con più parti interessate e sintetizzare gli obiettivi.
Questi obiettivi e raccomandazioni vanno ben oltre la garanzia di massimizzare i ritorni scientifici per la missione Artemis III. A lungo termine, definire ciò che il Programma Artemis dovrebbe realizzare (e porre le basi per ottenere tutto ciò) è essenziale per la creazione da parte della NASA di un “programma sostenibile di esplorazione lunare”.
Oltre ad Artemide III, questo piano prevede la creazione di infrastrutture permanenti sulla Luna e in orbita attorno alla Luna entro il 2030. Ciò include l’Artemis Gateway, un habitat orbitale che consentirà di accedere alla Luna e al campo base di Artemis, una struttura che consentirà missioni esplorative di lunga durata in superficie.
Fonte: https://www.universetoday.com/149275/here-are-nasas-science-priorities-for-the-artemis-missions/