Presentato questa mattina a Roma in conferenza stampa dal Distretto aerospaziale della Sardegna (DASS), in collaborazione con il Centro di ricerca, sviluppo studi superiori in Sardegna (CRS4), Università di Cagliari, il Centro italiano ricerche aerospaziali (CIRA), Consorzio ALI, Avio e Lead Tech, il progetto Space manufacturing in-situ, recentemente finanziato dal Ministero dell’università e della ricerca (MUR) con quattro milioni di euro.
Il progetto ha come obiettivo la definizione di una missione di trasferimento sulla superfice di Marte di macchinari adatti alla produzione in loco di manufatti a supporto di futuri insediamenti sul pianeta rosso. Per perseguire tali finalità, le attività prevedono la massimizzazione dell’utilizzo delle principali tecnologie europee in ambito spaziale, come i sistemi di lancio, di propulsione e i sistemi innovativi di protezione termica nella fase di ammartaggio, infine, lo sviluppo di macchinari per la realizzazione di elementi strutturali che possano sfruttare i materiali reperibili sul suolo marziano.
Christian Solinas, presidente Regione Sardegna, ha sottolineato: “La Sardegna con il CRS4 e il Distretto aerospaziale della Sardegna si conferma protagonista nella ricerca, nell’alta tecnologia e nell’innovazione in ambito nazionale e internazionale. Immaginare e realizzare soluzioni innovative che impatteranno nella nostra vita per renderla migliore, proiettandola già oggi sul futuro, è una sfida che ci vede impegnati. Crescita, sapere, innovazione, ricerca sono oggi punti fondamentali di nuovi processi di sviluppo che investono non solo il nostro pianeta ma anche lo spazio e che vedono la Sardegna affermare il proprio ruolo di leader e protagonista nella creazione di un nuovo sentimento e di una più forte consapevolezza scientifica”.
Giacomo Cao, presidente Distretto aerospaziale della Sardegna e amministratore unico CRS4, ha affermato: “Il brevetto, di proprietà integrale del DASS, relativo al processo di realizzazione di elementi strutturali necessari per la produzione in loco di manufatti a supporto di futuri insediamenti su Marte che sarà preso in considerazione nell’ambito del progetto, è stato concesso una decina di anni fa in Europa, Cina, Stati Uniti, Russia, Giappone e India ed è considerato positivamente anche nell’ambito dell’ISECG – International Space Exploration and Coordination Group – che raggruppa tutte le principali agenzie spaziali mondiali. Il progetto approvato dal MUR consente di dare seguito fattivamente ad una proposta più ampia denominata “Small mission to Mars” già all’attenzione del Comitato interministeriale per le politiche relative allo spazio e alla ricerca aerospaziale (Comint) e dell’Agenzia spaziale italiana”. Conclude Cao: “Si tratta di una missione che ha l’obiettivo di inviare entro il 2031 sulla superficie di Marte una sonda interamente progettata e realizzata in Italia, al cui interno saranno alloggiati specifici payload scientifici e tecnologici. Anche il veicolo di lancio VEGA E, gestito dalla società Avio, sarà italiano, e garantisce la concreta fattibilità di un lancio nello spazio senza dover ricorrere a paesi terzi. La realizzazione della missione si avvale della responsabilità scientifica del sottoscritto e delle competenze del Centro Italiano Ricerche Aerospaziali – CIRA, dei Distretti aerospaziali della Campania e della Sardegna, dei rispettivi soci, oltre che delle istituzioni e delle società quali INAF, consorzio ALI, Politecnico di Milano e Telespazio”.
Il rettore dell’Università degli Studi di Cagliari Francesco Mola ha evidenziato: “La nostra Università da sempre sostiene il lavoro dei suoi ricercatori e delle sue ricercatrici in diversi ambiti, compreso quello dell’aerospazio. Riteniamo che il progetto che ci vede coinvolti sia di rilievo, pertanto siamo orgogliosi di poter dare il nostro contributo in una sfida di tale impatto nella comunità scientifica internazionale“.
Antonio Blandini, presidente CIRA, ha affermato: “Questo progetto rappresenta un’importante sfida nella creazione delle condizioni necessarie alla vita umana nello spazio e in altri pianeti. Il CIRA intende mettere a disposizione tutte le sue competenze per portare avanti questa ambiziosa missione e consentire all’Italia di acquisire un ruolo di leadership nel settore. Il nostro Centro sta lavorando su più fronti per garantire un più facile accesso allo spazio, un rientro sicuro non solo nell’atmosfera terrestre, ma anche in quella di altri pianeti e si sta dotando anche di una infrastruttura integrata di prova per la sperimentazione e la qualifica di sistemi e tecnologie per l’esplorazione e la colonizzazione umana e robotica di Luna e Marte“.
Francesco Punzo, direttore operativo ALI, ha sottolineato: “Il nostro contributo alla missione riguarda la delicatissima fase della discesa sul pianeta rosso e la protezione dei paylod scientifici. Per consentire un ammartaggio sicuro ALI utilizzerà la tecnologia di rientro proprietaria IRENE ‘Italian RE-entry NacellE’ che presenta caratteristiche di semplicità tali da ridurre considerevolmente non solo i rischi ma anche i costi della missione. La particolare configurazione dello scudo termico, che nelle fasi finali della missione si dispiega come un ombrello, riesce anche a rallentare considerevolmente la sonda, eliminando o almeno limitando la necessità di equipaggiare il modulo di rientro di ulteriori sistemi di frenata più complessi e maggiormente soggetti a guasti o errori. La tecnologia IRENE è stata già validata con un test suborbitale il 22 Novembre 2022. Il test orbitale è invece previsto tra dicembre 2024/luglio 2025”.
Arturo Moccia, amministratore delegato Lead Tech srl, ha concluso: “Il contributo al progetto SMS fornito dalla Lead Tech, tenendo conto delle attività svolte precedentemente dagli altri Partner, consiste nella costruzione del dimostratore per testare e validare la soluzione finale. In particolare, il modello verificherà la capacità di un dimostratore di volo futuro di sviluppare alcune importanti funzionalità. Le attività mireranno a dimostrare la rappresentatività del modello in termini di interfacce meccaniche, massa e forma e il collegamento con il lanciatore. La Lead Tech ha già partecipato alla realizzazione del modello di volo della Capsula Mini IRENE, validata in volo suborbitale nel novembre 2022. La partecipazione della Lead Tech al progetto SMS sarà un ulteriore elemento di stimolo per la crescita aziendale nel settore Spazio“.
Space manufacturing in-situ e Small mission to Mars
Il progetto Space manufacturing in-situ recentemente approvato dal MUR con un finanziamento pari a 4 Meuro coinvolge il Distretto AeroSpaziale della Sardegna – DASS in qualità di capofila e responsabilità scientifica, l’Università di Cagliari, il Centro Italiano Ricerche Aerospaziali – CIRA, la società consortile Aerospace Laboratory for Innovative components – ALI (attualmente trasformato in Società per Azioni) e Lead Tech.
Il progetto proposto è focalizzato sullo studio di una missione interplanetaria avente come obiettivo finale il trasferimento sul suolo marziano di un macchinario per la produzione di manufatti utilizzando materie prime in situ, destinato a supportare potenziali future colonie su Marte. In particolare, durante la fase 1, la missione si pone, tra gli altri, quale obiettivo quello di massimizzare l’utilizzo di sistemi di lancio italiani ed Europei, come ad esempio il lanciatore VEGA e le sue evoluzioni.
Durante la fase 2, verrà studiato il trasferimento interplanetario. Attualmente VEGA è già in grado di trasferire masse paganti nell’ambito di missioni interplanetarie, come già dimostrato con lo sviluppo del suo quinto stadio per altri progetti e missioni Europee, ad esempio ESA Path Finder. Un trade-off tra strategie di rientro (trasferimento Hohmanniano “classico” o Aerocaputure) verrà effettuato. La fase 3 realizzerà lo studio del sistema assieme a tutti i sottosistemi principali.
La fase 4 prevede, una volta che lo spacecraft abbia raggiunto un’orbita marziana, anche la presenza di un modulo di de-orbiting, per effettuare la manovra di entrata e di discesa sulla superfice del pianeta. In questa fase si è individuato un aspetto saliente della proposta in oggetto, ovvero l’utilizzo di una tecnologia ad ombrello dispiegabile scelta al fine di ottimizzare il volume sul lanciatore e massimizzare il peso della massa pagante. Pertanto, il sistema di rientro e landing si baserà su una tecnologia derivante dalla tecnologia proprietaria IRENE. Lo scudo termico così proposto, trattandosi di una tecnologia innovativa rispetto all’intera missione proposta, non si limiterà allo studio di sistema, ma verrà analizzato anche attraverso la realizzazione di un dimostratore di terra, che sarà testato in una opportuna galleria al plasma del CIRA simulante le condizioni di rientro marziano.
A valle della fase di rientro, la fase 5 studierà, sempre a livello di sistema, la fase di atterraggio. La fase 6 si occuperà dello studio di sistema del rilascio del payload sulla superficie di Marte. Infine, l’ultima fase 7, si occuperà del secondo payload di interesse, ovvero l’apparecchiatura in grado di realizzare campioni utilizzando polveri e materiali presenti direttamente su Marte. Così come per il sistema di entrata nel pianeta, trattandosi di tecnologia innovativa della proposta, verrà studiato sia a livello di sistema sia attraverso un test a terra. In particolare, verrà implementato un processo, brevettato dal DASS, in maniera automatizzata.
Il progetto Space manufacturing in-situ si inserisce naturalmente nell’ambito del progetto più ampio Small mission to Mars, già all’attenzione del Comint e dell’Agenzia Spaziale Italiana – ASI. Lo scopo di quest’ultimo, coordinato dal punto di vista tecnologico dal CIRA e con la collaborazione del DASS, che ne detiene il coordinamento scientifico, del Distretto Aerospaziale della Campania – DAC, con i relativi soci, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF, di ALI, del Politecnico di Milano, di Avio e di Telespazio è realizzare una missione, attraverso tecnologia avanzata interamente sovrana, per l’invio di una sonda sul pianeta Marte entro il 2031.
Quest’ultima è completamente progettata e realizzata in Italia. Al suo interno saranno alloggiati specifici payload scientifici e tecnologici. Un ulteriore e fondamentale elemento di “Italianità” della missione è rappresentato dal fatto che il veicolo di lancio previsto è il VEGA, il lanciatore italiano sviluppato in ambito ESA, che garantisce la concreta fattibilità di un lancio nello Spazio senza dover ricorrere a paesi terzi. L’attuale piano di sviluppo della missione, frutto del lavoro preliminare congiunto dei partner citati, prevede tempi di sviluppo di 7 anni ed un investimento 250 Milioni di euro, escluso l’acquisto del servizio completo di lancio del VEGA stimato in circa 50 Milioni.
La missione ha tre obiettivi scientifici principali conseguibili attraverso l’utilizzo di tre Payloads con le seguenti funzioni:
- produzione in situ di manufatti attraverso l’utilizzo di risorse disponibili sul suolo marziano, sulla base del brevetto internazionale di proprietà del DASS;
- mappatura ad alta risoluzione, attraverso un drone, della superficie di Marte con particolare attenzione a quei siti non accessibili ai rover e possibilmente localizzati a latitudini non investigate da precedenti missioni;
- analisi delle polveri marziane sia su di una luna del pianeta rosso (i.e. Phobos), sia sul suolo marziano ai fini dello studio (fatto ad oggi solo in linea teorica) del cosiddetto toro di Marte.
La missione utilizza una tecnologia innovativa – IRENE – di apertura e protezione termica per il rientro atmosferico le cui caratteristiche principali sono il servomeccanismo di apertura (configurazione umbrella-like) ed il materiale utilizzato per la protezione termica. È stata ideata da ALI, che ne detiene anche il brevetto internazionale, e sviluppata con il CIRA. Il suo sviluppo è stato finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA), dal Ministero Italiano per lo Sviluppo Economico (MISE).
Nel giugno 2018, presso i laboratori del CIRA sono state simulate le condizioni di rientro atmosferico del protoflight MIFE – Mini Irene Flight Experiment – il dimostratore di volo che riproduce, in scala, la geometria della capsula di rientro. Il test ha avuto una durata di circa 4 minuti e, nonostante siano state raggiunte sullo scudo termico temperature superiori a 1000 gradi, non è stato evidenziato alcun danno ai materiali. Inoltre, nel vano dove saranno allocati gli esperimenti, si sono raggiunte temperature di appena 60 gradi a dimostrazione della totale schermatura dell’innovativo scudo di protezione termica.
La caratteristica principale della missione è, oltre al massimo uso di tecnologia italiana, il contenuto investimento finanziario necessario per la sua realizzazione. Il budget stimato è infatti molto inferiore a quanto speso dalle principali agenzie spaziali per missioni similari che sono state effettuate o che sono in corso di sviluppo. In questo i proponenti si inseriscono nel solco della cosiddetta “New Space Economy” e cioè di un nuovo paradigma in cui il processo di riduzioni dei costi e di complessità delle missioni spaziali consente anche a nuovi attori imprenditoriali di realizzare progetti avanzati con ricadute tecnologiche, scientifiche e commerciali.
