sbarco sulla luna
Le automobili elettriche della Luna: 38 milioni per andare a 5 km/h
Sono trascorsi 50 anni da quella sera estiva dopo la quale l¡¯umanit¨¤ non fu pi¨´ la stessa, una volta tanto in senso positivo. Il 20 luglio 1969 il modulo di atterraggio Eagle si distacc¨° dalla navicella Apollo e alle 21.17 ora italiana tocc¨° il suolo. L¡¯uomo era giunto sulla Luna, al culmine della missione Apollo 11 della Nasa. Circa sei ore pi¨´ tardi il comandante Neil Armstrong scese dalla scaletta del modulo lunare, molto lentamente a causa del voluminoso scafandro che indossava; quindi pos¨° direttamente il piede sulla superficie del nostro satellite naturale. Dopo alcuni minuti fu raggiunto dal collega Buzz Aldrin e quindi cominciarono le programmate attivit¨¤ extraveicolari. In quell¡¯occasione i due astronauti si spostarono sul suolo lunare saltellando. Ma a partire dalla missione Apollo 15, il 31 luglio 1971, venne utilizzato anche un piccolo mezzo di trasporto, il cosiddetto rover lunare, tecnicamente chiamato Lrv (Lunar Rover Vehicle, appunto). In inglese rover significa ¡°girovago¡±. Si tratt¨° della prima ¡°automobile¡± sulla Luna, a tutti gli effetti. Mezzi simili furono usati anche nelle due missioni successive. Vogliamo quindi ripercorrere brevemente la storia dei veicoli a ruote utilizzati sul suolo lunare dagli americani (oltre a due dei russi e due dei cinesi ma senza conducente umano), per ricongiungerci al futuro immediato, cio¨¨ alle missioni programmate da diverse nazioni per i prossimi anni.
IL ROVER DELLA NASA
¡ª ?Il veicolo Lrv della missione Apollo 15 venne costruito congiuntamente da Boeing e General Motors. Il suo aspetto era quasi quello di una normale automobile col solo telaio. La scheda tecnica: lunghezza 310 cm, passo 229 cm, altezza 114 cm, larghezza 183 cm. L¡¯altezza libera minima dal suolo era di 36 cm. Il peso a vuoto terrestre era di 210 kg, mentre il peso a pieno carico raggiungeva 490 kg. Ma, poich¨¦ la gravit¨¤ lunare ¨¨ un sesto di quella terrestre, sul satellite il rover pesava rispettivamente solo 35 e 81,7 kg.
Il telaio in lega di alluminio era suddiviso in tre parti; il veicolo infatti viaggiava piegato e veniva aperto nel momento dell¡¯utilizzo; pieghevoli anche le ruote e i sedili. Alla fine dell¡¯attivit¨¤ extraveicolare poi veniva abbandonato. Le ruote non contenevano aria: all¡¯interno erano formate da una rete elastica di fili d¡¯acciaio; la motricit¨¤ era garantita da un battistrada tassellato in titanio. Sospensioni a doppio quadrilatero comprese di ammortizzatori. Il rover Lrm era controllato tramite una cloche simile a quella degli aerei, attuata elettricamente; tutte e quattro le ruote erano sterzanti.
AVEVA CINTURE E NAVIGATORE
¡ª ?L¡¯abitacolo, se cos¨¬ si poteva chiamare, era dotato di pedana regolabile, bracciolo al centro della ¡°plancia¡± e cinture di sicurezza in velcro. Non c¡¯era la radio, perch¨¦ incorporata nell¡¯armatura degli astronauti. Ma il rover Lrm aveva il navigatore di serie: la posizione veniva calcolata combinando un giroscopio e un odometro, chiamiamolo pure contachilometri; i dati poi venivano inseriti nel computer dell¡¯Apollo che monitorava la posizione del rover. La telecamera frontale poteva essere comandata dalla centrale di controllo missione di Houston.
UN CAVALLO DI POTENZA
¡ª ?Naturalmente il veicolo Lrm utilizzava la propulsione elettrica, non avendo la Luna un¡¯atmosfera che possa trattenere l¡¯ossigeno necessario ad una combustione. Per rimarcare quanto la ricerca spaziale apra sempre la strada con decenni di anticipo anche all¡¯evoluzione tecnologica sfruttata sul nostro pianeta, basti citare il fatto che i motori elettrici erano quattro, applicati direttamente su ogni ruota, esattamente come alcuni prototipi di auto terrestri che nei prossimi anni arriveranno alla produzione. Ciascun motore erogava 0,25 cavalli, quindi la potenza totale del veicolo ammontava ad un cavallo. Pi¨´ che sufficiente per trasportare i circa 80 chili terrestri equivalenti.
UN MISSILE A CINQUE ALL¡¯ORA
¡ª ?L¡¯energia era fornita da due batterie ad argento-zinco e idrossido di potassio, non ricaricabili. Funzionanti a 36 volt, avevano una capacit¨¤ di 121 Ah (amp¨¨re/ora), pari a 4,36 kWh. Il veicolo poteva raggiungere la velocit¨¤ massima di 13 Km/h su una superficie relativamente regolare; tuttavia per ragioni di sicurezza degli astronauti nelle missioni non si superarono mai i 5 km/h, gi¨¤ tanti nella ridotta gravit¨¤ lunare. Il rover era progettato per funzionare per 40 ore e percorrere 65 km complessivi. Ma gli spostamenti non superarono mai un raggio di 7,6 km, per consentire agli astronauti di tornare indietro a piedi in caso di problemi senza rischiare l¡¯esaurimento dell¡¯unit¨¤ di supporto vitale da loro indossata.
La distanza coperta effettivamente nella missione Apollo 15 sul Mare Imbrium fu di 27,8 km in tre ore e due minuti su tre giorni, il ¡°viaggio¡± pi¨´ lungo fu di 12,5 km. Il rover fu pilotato dagli astronauti David Scott e Jim Irwin. Nella missione Apollo 16 dell¡¯aprile 1972 (nel cratere Descartes) vennero percorsi 26,7 km in tre ore e 26, la traversata pi¨´ lunga fu di 11,6 km, piloti John Young e Charles Duke; il record appartiene alla missione Apollo 17 del dicembre 1972 (nella valle Taurus-Littrow), in cui la percorrenza raggiunse 35,9 km in quattro ore e 26, maggiore traversata di 20,1 km, piloti Gene Cernan e Harrison Schmitt.
COSTO FARAONICO
¡ª ?Il rover Lrm fu costruito in quattro esemplari. L¡¯ultimo non venne mai impiegato in missione perch¨¦ nel frattempo il programma Apollo fu cancellato, quindi serv¨¬ come fonte di pezzi di ricambio. Il veicolo per la prima missione fu sviluppato e costruito in 17 mesi. Originariamente venne preventivato un costo di 19 milioni di dollari ma poi lievit¨° fino a 38 milioni. Quest¡¯ultima cifra equivale alla bellezza di circa 654 milioni di euro attuali.
I ROVER SOVIETICI
¡ª ?Solo gli Stati Uniti hanno solcato il suolo lunare con un rover condotto da un equipaggio umano. L¡¯Unione sovietica riusc¨¬ invece ad allunare due volte con un veicolo robotico, il primo nella storia. La prima volta fu il 17 novembre 1970 durante la missione Luna 17 (o Lunik 17) sul Mare Imbrium. Il rover si chiamava Lunokhod 1. La parola Lunokhod si pu¨° tradurre con ¡°colui che cammina sulla Luna¡±. Aveva la forma di una tinozza, era lungo 230 cm, alto 150 e largo 160 cm; il peso terrestre era di 756 kg. Si muoveva su otto ruote ad una velocit¨¤ massima di 2 km/h. Era alimentato da batterie che si ricaricavano tramite pannelli solari. Durante la notte entrava in modalit¨¤ riposo e i suoi componenti venivano protetti dalla temperatura di -150¡ã Celsius sfruttando il calore irradiato da un radioisotopo di polonio-210. Progettato per analizzare il suolo lunare, Lunokhod 1 funzion¨° per dieci mesi percorrendo oltre dieci chilometri. Si tratta di un risultato di enorme valore: per fare un confronto, il rover Opportunity ha viaggiato sulla superficie di Marte per dodici chilometri in sei anni ma con una tecnologia di 34 anni pi¨´ moderna. I russi ripeterono l¡¯impresa nel 1973 nell¡¯ambito della missione Luna 21. Il rover Lunokhod 2 era pi¨´ compatto del predecessore ma anche pi¨´ massiccio: lungo 170 cm, alto 135 cm, sempre largo 160 cm, la sua massa sul nostro pianeta misurava 840 kg. Il controllo da terra utilizzava un sistema molto sofisticato: la sua posizione era costantemente rilevata da una serie di telescopi terrestri che emettevano raggi laser, i quali rimbalzavano su un fotorilevatore montato sul rover. Lunokhod 2 tocc¨° il suolo lunare il 15 gennaio 1973 sul cratere Le Monnier. La sua missione dur¨° fino all¡¯11 maggio, quando fu stabilito l¡¯ultimo contatto con la base. In quel periodo percorse una distanza stimata in circa 39 km.
I VEICOLI CINESI
¡ª ?Anche la Cina ¨¨ riuscita ad esplorare direttamente il suolo lunare tramite un veicolo. Il primo allunaggio ¨¨ avvenuto il 14 dicembre 2013 sul Mare Imbrium durante la missione Chang¡¯e 3. Il rover si chiamava Yutu 1. Il termine Yutu significa ¡°coniglio di giada¡±. Le informazioni diffuse dall¡¯agenzia spaziale cinese sono molto limitate. Si presume che il design del veicolo sia ispirato molto da vicino a quello dei Lunokhod. La massa di Yutu a pieno carico ¨¨ di circa 140 kg sulla terra, la lunghezza ¨¨ di 150 cm, altezza e larghezza 100 cm, si muoveva su sei ruote. Come il veicolo sovietico di quarant¡¯anni prima, il rover cinese ricaricava le batterie durante il giorno tramite pannelli solari e manteneva la temperatura operativa di notte riscaldandosi attraverso le radiazioni di un isotopo, il plutonio-238 in questo caso. La missione di Yutu ¨¨ durata tre mesi in cui ha percorso una distanza di circa 115 metri. L¡¯ultimo contatto col controllo missione ¨¨ stato il 3 agosto 2016. La seconda missione cinese in cui un veicolo si muove per il suolo ¨¨ tuttora in corso. Si chiama Chang¡¯e 4. L¡¯allunaggio ¨¨ avvenuto il 3 gennaio 2019 nel cratere Von Karman sulla faccia nascosta della Luna. Il rover Yutu 2 ¨¨ essenzialmente uguale a Yutu 1, salvo gli adeguamenti alla nuova strumentazione. Fino a maggio ha percorso 179 metri ed ¨¨ ancora operativo.
LE MISSIONI FUTURE
¡ª ?Negli ultimi anni la Luna ¨¨ tornata ad essere un obiettivo, dopo decenni di oblio nell¡¯interesse delle maggiori nazioni. Proprio il 15 luglio 2019 era in programma il lancio della missione indiana Chandrayaan 2, tuttavia ¨¨ stato rinviato per un malfunzionamento ai serbatoi del missile vettore. L¡¯obiettivo dell¡¯India ¨¨ esplorare la superficie tra i crateri Manzinus C e Simpelius N nella zona del Polo Sud lunare. ? stato costruito a tale scopo il minuscolo rover Pragyan, termine in sanscrito che significa ¡°saggezza¡±. Massa terrestre di 27 Kg, sei ruote, energia di 50 watt tramite pannelli solari, autonomia di 500 metri. Pu¨° comunicare direttamente solo col modulo di allunaggio Vikram. Gli Stati Uniti torneranno sulla Luna nel 2020 con la missione privata Peregrine di Astrobotic Technology. Sbarcher¨¤ il rover robotico Andy, 33 kg per un¡¯altezza di 103 cm. Nel 2021 dovrebbe provarci anche la Germania, sempre con una missione privata, Alina, da parte della startup PTScientists col supporto tecnico dell¡¯Esa, l¡¯agenzia spaziale europea. Vorrebbe sbarcare sul cratere Taurus-Littrow un rover costruito in collaborazione con l¡¯Audi, s¨¬, la casa degli anelli. Il suo nome ¨¨ Audi Lunar Quattro. Il rover ¨¨ in alluminio, peso terrestre 30 kg, velocit¨¤ massima 3,6 km/h, capacit¨¤ di superare pendenze di 10 gradi. La missione ¨¨ tuttavia in forse per le difficolt¨¤ economiche di PTScientists. La Nasa ha in programma una missione con sbarco di rover automatico per il 2023. Il veicolo, pesante da 300 a 500 kg, avr¨¤ la funzione di esplorare uno dei poli alla ricerca di acqua. Tuttavia la missione ¨¨ ancora in fase di proposta, non sono ancora stati definiti i finanziamenti. Sul lungo termine si stanno progettando missioni che prevedono il ritorno di astronauti sulla superficie. La Nasa intende farlo attraverso quattro missioni denominate Artemis a partire dal 2024; poi, genericamente nel decennio 2030 dovrebbero provarci la Cina con la missione Clep, la Russia con Luna-Glob e il Giappone con una missione non definita.
? RIPRODUZIONE RISERVATA