L’Agenzia Spaziale Europea ha iniziato uno studio per sviluppare le tecnologie necessarie all’esplorazione delle grotte lunari. Oltre cinquanta specialisti, ingegneri e scienziati di diverse discipline lavoreranno insieme per riuscire a perfezionare le soluzioni già proposte a seguito dell’iniziativa SysNova Lunar Caves del 2019. Molti gli italiani del Team, tra cui la coordinatrice del progetto ESA CAVES ,Loredana Bessone, scienziati speleologi come Francesco Sauro e Marco Vattano, insieme ad altri geologi dell’Università di Padova e astronomi dell’INAF.

Tutto è iniziato nel 2019, quando l’Agenzia spaziale europea lanciò un concorso per trovare soluzioni innovative al fine di rilevare, mappare ed esplorare le grotte lunari, e l’anno scorso sono state selezionate cinque delle proposte pervenute da studiare in modo più dettagliato. Attraverso questi cinque studi, sono stati sviluppati tre scenari di missione: il primo per eseguire uno scout preliminare di pozzi di ingresso e grotte sotterranee dalla superficie della Luna, il secondo per calare una sonda nel pozzo e accedere alla prima parte di una grotta e un terzo per esplorare un tubo di lava sotterraneo attraverso rover autonomi. “Sebbene gli studi fossero molto diversi nell’argomento e nell’approccio, tutti hanno fornito una visione approfondita delle potenziali tecnologie per l’esplorazione e lo studio della geologia del sottosuolo della Luna. – Commenta Loredana Bessone, Technical Officer per gli studi e Project Manager per ESA CAVES e PANGAEA –È stato un viaggio affascinante e una grande opportunità per l’ESA di iniziare a progettare le missioni per esplorare le grotte lunari“.

Tre immagini della fossa di Marius Hills riprese dal Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA. ph. www.esa.int

Come combinazione per il massimo ritorno scientifico, i team responsabili di due dei cinque studi iniziali – uno dell’Università di Würzburg (Germania) e uno dell’Università di Oviedo (Spagna) – sono stati selezionati per prendere parte a uno studio dell’ESA Concurrent Design Facility (CDF) sul secondo scenario di missione: le tecnologie sviluppate da questi team consentirebbero un’esplorazione e una documentazione sicure di un pozzo lunare, nonché una prima occhiata all’interno delle sue eventuali diramazioni.

Lo studio del CDF sta ora integrando i risultati degli studi condotti da queste due squadre con i piani di altre due Iniziative ESA: l’European Large Logistics Lander (EL3) e Moonlight. Mentre EL3 è un lander progettato per consentire una serie di missioni ESA sulla Luna, Moonlight mira a fornire capacità di navigazione e telecomunicazioni durante le esplorazioni.

Un prototipo sviluppato dall'Università di Würzburg della sonda Daedalus ph. www.esa.int

L’Università di Würzburg ha indagato la possibilità di calare la sua sonda Daedalus con un cavo al fine di esplorare e mappare l’ingresso, le pareti e la parte iniziale dei tubi lavici lunari, enormi grotte sotterranee formatesi miliardi di anni fa attraverso flussi di lava. La sonda compatta e sferica sarebbe dotata di lidar 3D, visione con telecamera stereo e capacità di muoversi in modo indipendente. Grazie ad un modello 3D dell’interno di un tubo di lava, si potrebbero così identificare le risorse geologiche e cercare luoghi con livelli di radiazione e temperatura stabili idonei alla futura costruzione di un insediamento umano sulla Luna.

L’Università di Oviedo, nel frattempo, ha indagato sul dispiegamento di uno sciame di piccoli robot all’interno di una grotta. In collaborazione con l’Università di Vigo e Alén Space, l’obiettivo della loro ricerca è stato quello di trovare modalità atte a superare la mancanza di luce solare – e quindi di energia solare – all’interno di una grotta, e trasmettere i dati dai robot a un rover sulla superficie della Luna. La soluzione proposta dal team è usare una gru per far scendere i robot in un tubo di lava. Dotato di un pannello solare, il rover fornirebbe energia ai robot attraverso la gru, utilizzando un caricatore che fornirebbe nergia in modalità wireless, oltre a trasmettere e ricevere dati.

Infine, lo studio CDF progetterà una missione nelle grotte lunari della durata di un giorno lunare (14 giorni terrestri), a partire dal dispiegamento di EL3. Concentrandosi sul secondo scenario di missione, lo studio CDF specificherà anche i singoli sottosistemi di tale missione e ne garantirà la funzionalità integrata. “Lo studio CDF esaminerà dettagli come il fabbisogno energetico della missione, il percorso dal sito di atterraggio all’imboccatura del pozzo, i carichi di energia e dati necessari per scendere e mappare il pozzo, – spiega Francesco Sauro, geologo, speleologo ed esperto di tubi lavici, nonché direttore tecnico dei corsi di addestramento per astronauti ESA CAVES e PANGAEA. “Analizzerà anche le interfacce tra il rover e la gru robotica, così come la gru e la sonda Daedalus. Nel complesso, gli studi Sysnova e CDF stanno aiutando l’ESA a identificare tecnologie interessanti, studiare la fattibilità delle missioni e sviluppare tabelle di marcia per il futuro.“

Rappresentazione artistica del Large Logistics Lander. ph www.esa.int

Sebbene la sua superficie sia stata ben documentata da veicoli spaziali orbitali, la Luna nasconde un mondo sotterraneo che ci rimane oscuro. Il riparo fornito dalle grotte lunari, così come l’accesso all’acqua e ad altre risorse, potrebbero essere vitali per la futura esplorazione umana o robotica della Luna.

Fonti:
www.esa.int
Francesco Sauro

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