Perché è così difficile andare sulla Luna, con tutta la tecnologia di cui disponiamo decenni dopo le storiche missioni Apollo? Più di 50 anni dopo che gli esseri umani hanno iniziato a far atterrare delicatamente veicoli spaziali sul satellite, rimane un’impresa insidiosa con più della metà delle missioni che falliscono. In questo momento, un veicolo spaziale delle dimensioni di una cabina telefonica è in viaggio, per affrontare una sfida che nessun veicolo lanciato dagli Stati Uniti ha tentato in più di 50 anni: il lander lunare chiamato Odysseus o IM-1, creato dalla società Intuitive Machines, oggi atterrerà sulla Luna. L’esploratore robotico si sta preparando a delicatissime operazioni mentre tenta di rallentare la sua velocità di circa 1.800 m/s per atterrare dolcemente sulla superficie lunare.
Il successo non è garantito. In caso di fallimento, Odysseus diventerebbe il 3° lander lunare a schiantarsi sul satellite in meno di un anno. La prima missione di atterraggio lunare della Russia in 47 anni, Luna 25, è fallita nell’agosto 2023. Hakuto-R, un lander sviluppato dalla società giapponese Ispace, ha avuto un destino simile lo scorso aprile.
Nel complesso, più della metà di tutti i tentativi di atterraggio lunare sono terminati in fallimento: probabilità minime per un’impresa che l’umanità ha compiuto per la prima volta quasi 60 anni fa.
Luna 9, dell’Unione Sovietica, è diventato il primo veicolo spaziale a compiere un atterraggio controllato, o “dolce”, nel febbraio 1966. Gli Stati Uniti hanno raggiunto il traguardo poco dopo quando il veicolo spaziale robotico Surveyor 1 è atterrato sulla superficie lunare solo 4 mesi dopo.
Da allora solo altri 3 Paesi – Cina, India e Giappone – hanno raggiunto tale traguardo. Tutti e 3 hanno raggiunto la Luna con veicoli robotici per la prima volta nel 21° secolo. India e Giappone hanno raggiunto questo traguardo solo nei 6 mesi precedenti, parecchio tempo dopo che la corsa allo Spazio tra Stati Uniti e Unione Sovietica è terminata. Gli Stati Uniti rimangono l’unico Paese ad avere portato esseri umani sulla superficie lunare, l’ultima volta nel 1972 con la missione Apollo 17.
Da allora il governo degli Stati Uniti non ha nemmeno tentato un atterraggio dolce, con o senza astronauti a bordo. La società spaziale privata Astrobotic sperava che il suo lander lunare Peregrine avrebbe fatto la storia dopo il suo recente lancio di gennaio, ma l’azienda ha rinunciato al tentativo di allunaggio poche ore dopo il decollo a causa di una perdita di carburante e ha modificato la traiettoria in modo che veicolo spaziale bruciasse nell’atmosfera terrestre.
Recuperare la conoscenza e l’esperienza passate è una parte importante della sfida per gli Stati Uniti, ha dichiarato alla CNN Scott Pace, direttore dello Space Policy Institute della George Washington University: “Stiamo imparando a fare cose che non abbiamo fatto da molto tempo, e quello che stiamo vedendo sono organizzazioni che imparano a volare di nuovo,” ha spiegato Pace. “Andare sulla Luna non è solo una questione di astronauti coraggiosi o brillanti. È una questione di intere organizzazioni che sono organizzate, addestrate e attrezzate per andare là fuori. Quello che stiamo facendo ora è essenzialmente ricostruire alcune delle competenze che avevamo durante Apollo ma che abbiamo perso negli ultimi 50 anni“.
La conoscenza tecnica, tuttavia, è solo una parte dell’equazione quando si tratta di atterrare sulla Luna. La maggior parte degli ostacoli sono finanziari.
Un nuovo modello
All’apice del programma Apollo, il budget della NASA comprendeva oltre il 4% di tutte le spese governative. Oggi, il budget dell’agenzia spaziale è ridotto a un decimo, rappresentando solo lo 0,4% di tutte le spese federali, anche mentre tenta di riportare gli astronauti americani sulla Luna nell’ambito del programma Artemis.
“C’erano letteralmente centinaia di migliaia di persone che lavoravano su Apollo. Era un programma da 100 miliardi di dollari nei numeri degli anni ’60. Sarebbe un programma da molti trilioni di dollari oggi,” ha spiegato alla CNN Greg Autry, direttore del settore leadership spaziale della Thunderbird School of Global Management dell’Università statale dell’Arizona. “Non c’è semplicemente nulla che lo possa eguagliarlo“.
I lander lunari del XXI secolo stanno cercando di realizzare molti degli stessi obiettivi a una frazione minima del prezzo. Il lander Chandrayaan-3 dell’India, che è diventato il primo veicolo spaziale del Paese a raggiungere la superficie lunare nell’agosto 2023, è costato circa 72 milioni di dollari, secondo Jitendra Singh, il Ministro di Stato per la Scienza e la Tecnologia.
Negli Stati Uniti, la NASA sta cercando di ridurre drasticamente i prezzi affidando la progettazione di piccoli veicoli spaziali robotici al settore privato attraverso il suo programma Commercial Lunar Payload Services, o CLPS. Astrobotic è stata la prima azienda a operare nell’ambito dell’iniziativa CLPS, e dopo il suo contrattempo di gennaio, Intuitive Machines ha preso il testimone, puntando a far atterrare dolcemente Odysseus vicino al Polo Sud lunare oggi.
“Stiamo andando mille volte più lontano rispetto alla Stazione Spaziale Internazionale,” ha dichiarato alla CNN il presidente e CEO di Intuitive Machines, Steve Altemus. “E poi, oltre a ciò, si stabilisce l’obiettivo: farlo per 100 milioni di dollari quando in passato è stato fatto per miliardi di dollari“.
Perché è così difficile andare sulla Luna decenni dopo le missioni Apollo
È irrealistico aspettarsi che la NASA o uno dei suoi partner possa semplicemente tirare fuori i progetti di un lander lunare degli anni ’60 e ricrearlo da zero. La maggior parte della tecnologia utilizzata in quelle missioni è andata in pensione da tempo, superata dai massicci progressi nella potenza di calcolo e nelle scienze dei materiali compiuti nell’ultimo mezzo secolo.
Ogni pezzo hardware su un lander lunare deve essere reperito dalle moderne catene di approvvigionamento – che assomigliano molto poco a quelle del XX secolo – o progettato e prodotto di nuovo. Inoltre, ogni sensore e componente elettronico sul veicolo spaziale deve essere creato per resistere al duro ambiente dello Spazio esterno, un processo che l’industria chiama “hardening”.
Le missioni Apollo, come largamente noto, erano controllate da computer meno potenti rispetto agli smartphone moderni. I voli spaziali sono però troppo complessi e pericolosi: non è così facile tradurre direttamente gli avanzamenti informatici in missioni lunari più facili e più economiche.
“Atterrare sulla Luna è molto diverso dal programmare un gioco. Il fatto, riguardo l’iPhone, è che ci sono milioni e milioni di questi dispositivi. Mentre di lanci spaziali ce ne sono pochi,” ha spiegato Pace. “L’iPhone è, naturalmente, una meravigliosa innovazione con centinaia se non migliaia di innovazioni sepolte al suo interno, ma beneficia anche solo del numero grezzo. Non abbiamo davvero avuto quel tipo di ripetizione negli atterraggi lunari“.
Le difficoltà dell’andare sulla Luna
Mentre la tecnologia è avanzata negli ultimi 5 decenni, le sfide fondamentali dell’atterraggio sulla Luna rimangono le stesse. Innanzitutto, c’è la pura distanza: circa 400mila km dal pianeta Terra alla Luna. Se si potesse guidare una macchina fino alla Luna a una velocità costante di 97 km/h, ci vorrebbero più di 5 mesi. “Alcune persone lo hanno paragonato a colpire una pallina da golf a New York e farla finire in un buco specifico a Los Angeles. Quel tipo di precisione a lunga distanza è incredibilmente difficile da ottenere,” ha evidenziato Pace.
Poi c’è il terreno lunare. Il nostro satellite è coperto da vulcani spenti e crateri profondi, ed è quindi difficile trovare zone di atterraggio pianeggianti. “L’Apollo 11 si sarebbe sicuramente schiantato se fosse atterrato esattamente sul punto in cui è sceso in origine,” ha sottolineato Autry. “Neil Armstrong stava letteralmente guardando fuori dalla finestra. Ha manovrato il lander su un campo di massi e un grande cratere e ha trovato un posto sicuro per atterrare con poco carburante rimasto. Se non ci fosse stato un pilota esperto che l’avesse controllato, il lander sicuramente si sarebbe schiantato“.
Senza l’assistenza degli occhi umani all’interno del veicolo spaziale, i moderni lander lunari robotici utilizzano telecamere, computer e sensori dotati di software e intelligenza artificiale per trovare in modo sicuro il loro punto di atterraggio – ed evitare massi e crateri – durante la discesa finale. Inoltre, gli esseri umani nelle sale di controllo a terra non possono aiutare il veicolo spaziale in quei secondi finali critici prima del contatto. “Ci vuole tempo affinché un segnale vada su e ritorni, circa 3 secondi totali di andata e ritorno,” ha spiegato Pace. “Molte cose possono andare storte in quel periodo. Quindi quando il veicolo sta effettivamente atterrando, è praticamente da solo“.
Il fallimento è un’opzione
Nelle prime fasi della corsa allo Spazio del XX secolo, molti più veicoli spaziali sono precipitati sulla Luna rispetto a quelli che sono atterrati in sicurezza. Le aziende e i governi che mirano alla Luna oggi – puntando a prezzi più bassi mentre implementano tecnologie moderne – riconoscono quella eredità. Inoltre, i partner commerciali della NASA potrebbero essere più disposti ad abbracciare i rischi mentre intraprendono i loro tentativi di andare sulla Luna.
“Le aziende commerciali hanno portato con sé quel modello iterativo, di fallimento rapido. Mettere il prodotto là fuori, farlo esplodere, capire cosa è stato fatto di sbagliato, correggere e riprovare,” ha spiegato Autry. “Questo non è il modo in cui il governo degli Stati Uniti opera. Perché se il tuo progetto muore, la tua carriera governativa è rovinata“.
Per quanto riguarda la NASA, l’agenzia riconosce che un tasso di successo del 100% non è garantito per i suoi partner. “Abbiamo sempre considerato queste prime missioni CLPS come un’esperienza di apprendimento,” aveva spiegato Joel Kearns, il vice amministratore associato per l’exploration, science mission directorate della NASA, durante un briefing del 13 febbraio. “Sapevamo fin dall’inizio, non credevamo che il successo fosse assicurato“.
La speranza, tuttavia, è che i fallimenti iniziali porteranno a successi ripetibili in futuro. È già chiaro che molti dei partecipanti alla moderna corsa verso la Luna sono pronti a riprendersi dai loro fallimenti iniziali. Sia Ispace che Astrobotic, ad esempio, hanno già in programma nuovi tentativi. “Tutti in quelle missioni erano principianti. Sono persone che lo stanno facendo per la prima volta e non c’è nessun sostituto per quella esperienza. È come fare il tuo primo volo da solo,” ha sottolineato Pace. “Sì, stanno fallendo, e alcune aziende andranno in fallimento, ma se imparano da quel fallimento e si rimettono in piedi, si ha una squadra forte. Si tratta davvero di educare una nuova generazione“.
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