26 Set Artemis 1 e le nanotecnologie: il futuro mini e low-cost

E dopo la cancellazione del lancio del 29 agosto, quando il countdown era a T -3 ore 40 minuti, a causa di un problema nel sensore di raffreddamento del motore; un secondo tentativo, il 3 settembre 2022, fallito a T – 2 ore e 30 minuti per perdite di carburante, la Missione Artemis I del Programma Artemis subisce un altro NO GO: la partenza prevista per il 27 settembre é annullata a causa di eventi meteo avversi (tempesta tropicale denominata “IAN” nelle vicinanze della rampa di lancio). Le speranze sono riposte nella prossima finestra di lancio prevista per il mese di ottobre, data da definire.

Il Programma Artemis é un nuovo punto di inizio per le esplorazioni spaziali ma anche un nuovo approccio per la tecnologia ad esse collegate.

In una specifica collocazione del razzo SLS, e precisamente in un adattatore che connette il secondo stadio alla capsula Orion, si trovano alloggiati infatti 10 CubeSat.

I componenti del razzo lanciatore SLS

Image credit: NASA – www.nasa.gov/sls

I CubeSat sono una tipologia di satelliti miniaturizzati. La loro semplice struttura e le dimensioni ridotte (il volume é di  dm³ e massa non superiore a 1,33 kg), consentono un notevole risparmio sia in fase di progettazione che di realizzazione mantenendo eccellenti prestazioni.

Lo standard di 10×10×10 cm è chiamato CubeSat 1U, che significa “un’unità”. È possibile aumentare la lunghezza dei CubeSat lungo un solo asse aggiungendo unità delle stesse dimensioni. Quindi un CubeSat 2U (due unità) avrà dimensioni 20×10×10 cm e uno 3U 30×10×10 cm e così via

La loro standardizzazione consente inoltre una facilità di accoppiamento con il lanciatore del satellite stesso, utilizzando un unico sistema, il Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD) che immette poi i CubeSat in orbita.

Vediamo brevemente di cosa si occuperanno i 10 CubeSat collocati a bordo della Artemis che saranno poi rilasciati secondo una definita timeline:

ArgoMoon – Italia

Cominciamo, con onore ed orgoglio naturalmente, dal CubeSat italiano realizzato dalla Argotec di Torino e coordinato dall’ASI. Cronologicamente sarà uno dei primi cubesat ad essere rilasciato e sarà sicuramente uno dei più importanti poiché il suo compito sarà quello di inviare le immagini dell’SLS durante le fasi di rilascio dei CubeSat; l’SLS sarà infatti di privo di comunicazioni durante questa fase. Successivamente invierà immagini durante il tragitto verso la Luna. ArgoMoon é provvisto di due ottiche: una a campo ristretto per le foto ad alta risoluzione ed una a campo largo.

Attraverso un software basato sull’intelligenza artificiale il satellite é in grado di effettuare il riconoscimento degli oggetti nel suo campo visivo, di attuare autonomamente manovre orbitali e di assetto per mantenere la corretta distanza e catturare immagini di alta valenza tecnica ma anche di forte impatto pubblico.

BioSentinel – USA

Un interessante CubeSat con esperimento di astrobiologia: a bordo si trovano infatti alcune microcapsule conteneneti Saccharomyces cerevisiae, il “comune” lievito. L’obiettivo é quello di valutare l’impatto che hanno le radiazioni spaziali su un organismo vivente dotato di meccanismi di riparazione cellulare molto simili a quelli umani. Alcuni sensori valuteranno la crescita del lievito e l’eventuale danno provocato a livello del DNA

Near Earth Asteroid Scout – USA

Con il suo unico strumento a bordo, una fotocamera da 14 megapixel ma con una fantastica vela solare da dispiegare, questo CubeSat dovrebbe raggiungere un NEO (Near Earth Object, oggetto del Sistema Sola la cui orbita potrebbe incrociare quella della Terra) allo scopo di raccogliere maggiori informazioni come parametri orbitali, proprieta fisiche, ecc.

Il CubeSat NEA viene installato nell’Orion Sage Adapter

Image Credit: NASA

LunarIce Cube – USA

Utilizzando una fotocamera ad infrarosso, il LunarIceCube indagherà sulla distribuzione di acqua e altre sostanze volatili, in funzione dell’ora, della latitudine e della composizione del terreno lunare. Tali elementi sono indispensabili per aprire la strada all’utilizzo delle risorse spaziali per future missioni su Marte.

CuSP, CubeSat for Solar Particles – USA

I tre strumenti a bordo: un rilevatore di particelle solari a bassa energia, un rilevatore di particelle solari ad alta energia, ed un misuratore di campi magnetici. Il CubeSat orbiterà il Sole e misurerà le  radiazioni che possono generare effetti di varia intensità sulla Terra (dalle interferenze radio a pericolosi problemi satellitari)

LunaH-Map, Lunar Polar Hydrogen Mapper – USA

L’obiettivo di questo satellite è mappare l’abbondanza di idrogeno nascosto un metro sotto la superficie lunare nel polo sud.

EQUULEUS, EQUilibriUm Lunar-Earth point 6USpacecraft – Giappone

L’obbietivo é lo studio del plasma nella magnetosfera terrestre e può fornire informazioni importanti per proteggere sia gli esseri umani che l’elettronica dai danni delle radiazioni durante i lunghi viaggi nello spazio.

OMOTENASHI, Outstanding MOon exploration TEchnologies demonstrated by NAno Semi-Hard Impactor – Giappone

E’ una piccola navicella spaziale e un lander semirigido del formato 6U CubeSat che dimostrerà la tecnologia a basso costo per atterrare ed esplorare la superficie lunare. Il CubeSat effettuerà anche misurazioni dell’ambiente di radiazione vicino alla Luna e sulla superficie lunare. Omotenashi è una parola giapponese per “benvenuto” o “ospitalità“

Il microlander del peso di 700 gr verrà sganciato dal CubeSat quando esso si troverà a 200 metri dal suolo lunare; un airbag attutirà la discesa e se tutto filerà liscio il microlander inizierà la sua attività di ricognizione. Questo tipo di “missione nella missione” é particolarmente importante per il futuro impiego di tecnologie miniaturizzate adatte allo scopo.

Team Miles – USA

Della tipologia 6U CubeSat, dimostrerà la navigazione nello spazio profondo utilizzando innovativi propulsori al plasma. L’obiettivo all’interno della CubeQest Challenge è di percorrere 4 milioni di chilometri, ma la squadra tenterà di arrivare fino a 96 milioni di chilometri prima della fine della missione.

LunIR– USA

LunIR eseguirà un fly-by lunare raccogliendo spettroscopia e termografia per la caratterizzazione della superficie, il telerilevamento e la selezione del sito. Il veicolo spaziale include due pannelli solari dispiegabili e avrà una massa totale di circa 14 kg

In questa infografica NASA é possibile individuare con esattezza l’ora di lancio di ogni specifico CubeSat in L+ora:minuti dove “L” é il tempo di lancio, la loro collocazione al’interno dell’Orion Stage Adapter e la modalità di sequenza dei rilasci.

Image Credit: NASA/Kevin O’Brien

Seguono, due link di approfondimento missione e tecnologia di bordo:

https://www.nasa.gov/specials/artemis/

https://www.nasa.gov/launching-science-and-technology.html

Vale davvero la pena seguire una missione così importante per scopi e tecnologia impiegata e sicuramente i CubeSat ne fanno parte: il futuro é molto più vicino che dietro l’angolo…

Roberta Gori

Immagine di copertina: Un set di NanoRacks CubeSat viene fotografato da un membro dell’equipaggio della Expedition 38 – Credit: NASA

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