Nei prossimi decenni, la NASA intende organizzare alcune audaci missioni nello spazio. Oltre ad alcune operazioni chiave per Low Earth Orbit (LEO), la NASA intende condurre le prime missioni con equipaggio oltre la Terra in oltre 40 anni. Questi includono rimandare gli astronauti sulla Luna e infine organizzare una missione con equipaggio su Marte.
A tal fine, la NASA ha recentemente presentato un piano al Congresso che prevede missioni di esplorazione umana e robotica per espandere le frontiere della conoscenza dell'umanità della Terra, della Luna, di Marte e del Sistema Solare. Conosciuta come la campagna nazionale di esplorazione spaziale, questa tabella di marcia delinea un piano sostenibile per il futuro dell'esplorazione spaziale.
Questo piano è stato pubblicato in risposta alla Direttiva sulla politica spaziale-1, che è stata emessa nel dicembre del 2017 dal presidente Donald Trump. La direttiva prevedeva che l'amministratore della NASA:
“[L] promuove un programma di esplorazione innovativo e sostenibile con partner commerciali e internazionali per consentire l'espansione umana attraverso il sistema solare e per riportare sulla Terra nuove conoscenze e opportunità. A partire dalle missioni oltre l'orbita terrestre bassa, gli Stati Uniti porteranno il ritorno degli umani sulla Luna per esplorazione e utilizzazione a lungo termine, seguite da missioni umane su Marte e altre destinazioni. "
Il piano è inoltre coerente con la Transition Authorization Act della NASA del 2017, che ha approvato un finanziamento di $ 19,5 miliardi per la NASA per l'anno fiscale 2017. Questa legge ha cercato di mantenere i finanziamenti di transizione al fine di garantire che la NASA possa continuare a pianificare il suo ritorno sulla Luna, inviare astronauti su Marte, oltre a mantenere un costante impegno verso la Stazione Spaziale Internazionale e l'utilizzo dell'orbita terrestre bassa e altre iniziative spaziali correlate.
Il Rapporto sulla campagna contiene cinque obiettivi per rivitalizzare la leadership della NASA nello spazio, garantendo al contempo la sostenibilità per il futuro volo spaziale. Loro includono:
- Transizione delle attività dei voli spaziali umani statunitensi in orbita terrestre bassa a operazioni commerciali che supportano la NASA e le esigenze di un mercato emergente del settore privato.
- Guida la collocazione di capacità che supportano le operazioni lunari di superficie e facilitano le missioni oltre lo spazio cislunar.
- Promuovere la scoperta scientifica e la caratterizzazione delle risorse lunari attraverso una serie di missioni robotiche.
- Riporta gli astronauti statunitensi sulla superficie della Luna per una sostenuta campagna di esplorazione e uso.
- Dimostrare le capacità richieste per le missioni umane su Marte e altre destinazioni.
Orbita terrestre bassa (LEO):
Quando si tratta di operazioni in LEO, la NASA intende passare dal modello attuale a quello in cui il governo è uno dei numerosi clienti per i servizi commerciali. In breve, la NASA intende passare dal finanziamento diretto del governo ai servizi commerciali e alle partnership. Questo aspetto del piano coinvolgerà anche piattaforme commerciali indipendenti o un modello operativo non NASA per la Stazione Spaziale Internazionale entro il 2025.
Nel frattempo, l'ISS continuerà a funzionare come piattaforma di volo spaziale umana di lunga durata fino al 2024. Servirà anche come banco di prova per lo sviluppo di strategie per mantenere gli equipaggi sani e produttivi nelle missioni nello spazio profondo e sviluppare tecnologie in sostegno a tali missioni - ovvero robotica avanzata, comunicazione, medicina, agricoltura e scienze ambientali.
Si prevede inoltre che la stazione spaziale svolgerà un ruolo chiave nel consentire il passaggio alle attività commerciali nel LEO. Questi probabilmente includono lo spiegamento di satelliti Internet a banda larga, CubeSat, piattaforme di ricerca, stazioni spaziali e habitat non governativi e forse anche uno o due hotel spaziali!
Ritorno alla luna:
Nel Rapporto sulla campagna, la NASA identifica la Luna come una parte fondamentale del passato e del futuro della Terra. Come affermano, “Sebbene gli americani abbiano camminato per la prima volta sulla sua superficie quasi 50 anni fa, i nostri esploratori hanno lasciato solo impronte fugaci in alcuni siti, per un totale di 16 giorni in superficie. La prossima ondata di esplorazione lunare sarà sostanzialmente diversa. "
Intrinseca a ciò sono le missioni lunari pianificate che faranno affidamento sullo Space Launch System (SLS) e sull'Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV). La prima missione per testare la capsula di Orione (Exploration Mission-1) - che si svolgerà nel 2020 - consisterà in una capsula di Orion non rimossa che viene inviata in orbita attorno alla Luna e poi ritorna sulla Terra.
Questo sarà seguito da Exploration Mission-2, che consisterà in astronauti in orbita attorno alla Luna nel 2023, con una missione con equipaggio sulla superficie lunare che avverrà entro la fine del 2020. Questa sarà la prima volta che gli astronauti viaggeranno sulla Luna dal 1972. Faranno leva anche su partnership internazionali e commerciali per sviluppare una presenza umana a lungo termine sulla Luna.
Come indicato nel Rapporto sulla campagna, le missioni sulla superficie lunare apriranno anche notevoli opportunità per la ricerca scientifica:
“Bombardata dalle radiazioni solari e cosmiche per miliardi di anni e lasciata in gran parte indisturbata, la Luna è un archivio storico del nostro Sole e del nostro sistema solare. Le scoperte scientifiche sono bloccate nella sua regolite che potrebbe portare a una migliore comprensione del nostro pianeta e della sua evoluzione. Ospita anche risorse, come l'acqua, che sono tra le merci più rare e preziose nello spazio, offrendo potenziale sostentamento e carburante per i futuri esploratori.“
Un altro obiettivo importante che coinvolge la Luna è la costruzione del Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G), precedentemente noto come Deep Space Gateway. Questo habitat orbitale consentirà soggiorni più lunghi sulla superficie lunare, per navigare verso diverse orbite lunari e più facili ritorni sulla Terra. Funzionerà anche come un rifugio sicuro in caso di emergenza in superficie, come un colpo di meteorite.
Coerentemente con "Journey to Mars" della NASA, il Gateway convaliderà anche le tecnologie e i sistemi chiave che entreranno nel Deep Space Transport (alias Mars Transit Vehicle), l'astronave che porterà gli astronauti su Marte. Entro la fine del 2020, un lander lunare inizierà a fare gite sulla superficie della Luna, dove gli astronauti si addestreranno per un'eventuale missione sulla superficie di Marte.
Infine, ma non meno importante, Gateway fungerà da laboratorio per testare gli effetti della microgravità e delle radiazioni sugli organismi viventi oltre LEO. Questi esperimenti si riveleranno fondamentali per condurre missioni nello spazio profondo su Marte e oltre. Questa piattaforma sarà assemblata nello spazio in modo incrementale con il primo elemento (l'elemento di potenza e propulsione) lanciato entro il 2022.
Viaggio su Marte:
E poi, c'è il piano di inviare astronauti su Marte, che la NASA spera ancora che accada entro gli anni '30. Per questa parte del piano, l'attenzione è rivolta allo sviluppo di missioni robotiche e umane chiave che estenderanno le lezioni apprese dalle missioni lunari su Marte. Il piano prevede anche diverse missioni che sono già in viaggio verso Marte o attualmente in fase di sviluppo.
Questi includono l'utilizzo della NASA Interior Exploration Indagini sismiche, geodesia e trasporto di calore (InSight) missione, che dovrebbe sbarcare su Marte questo novembre e studierà l'interno del Pianeta Rosso. Nel frattempo, il Marte 2020 rover è ancora in fase di sviluppo e verrà lanciato entro luglio 2020. Una volta arrivato su Marte, questo rover estenderà la ricerca della vita passata sul Pianeta Rosso e dimostrerà come le risorse locali possono essere utilizzate per aiutare nell'esplorazione.
Secondo il rapporto della campagna, il Marte 2020 la missione servirà anche come elemento di base per una successiva missione robotica di andata e ritorno. In sostanza, questa missione prevede l'atterraggio di un razzo su Marte, il recupero dei campioni ottenuti da Marte 2020 rover, quindi riportandoli sulla Terra. Servirà anche come precursore critico di un'eventuale serie di missioni con equipaggio su Marte.
Un altro punto chiave in questa parte del piano è la creazione di infrastrutture orbitali che consentiranno missioni umane in orbita attorno a Marte e in superficie. La NASA ha già stipulato un contratto con Lockheed Martin per sviluppare il concetto del Campo base di Mars, che è simile al Gateway in quanto rimarrà in orbita attorno a Marte, avrà un proprio veicolo terrestre e faciliterà le missioni da e verso la superficie.
In sintesi, il Rapporto sulla campagna indica che la NASA continuerà a sfruttare le partnership tra il governo degli Stati Uniti, il settore privato e i partner internazionali per creare un mezzo sostenibile di esplorazione dello spazio. Riconosce anche un debito verso l'era dell'Apollo, che ha segnato la scia che l'attuale e la prossima generazione di astronauti seguiranno:
“Siamo fortunati che molte delle tecnologie critiche introdotte dalle missioni Apollo - microelettronica, accumulo di energia, tecnologia di propulsione, materiali avanzati e altri - siano diventate i principali settori industriali sostenuti da decenni di innovazione e miglioramento. Da questa posizione di partenza vantaggiosa, intendiamo integrare rapidamente le capacità avanzate con la nostra nuova tecnologia e fare un salto da gigante verso l'esplorazione dello spazio umano e robotico sostenibile e a lungo termine del sistema solare ".
Per ulteriori informazioni, consulta il rapporto sulla campagna di esplorazione spaziale nazionale.
