Se il 2023 ci ha visti partire per Giove e per la Fascia Principale di asteroidi, ci ha restituito campioni di un asteroide primordiale e ci ha fatto agognare il ritorno sulla Luna, il 2024 sarà un anno ricchissimo di nuove missioni per l’esplorazione del nostro Sistema Solare.
Torneremo su Marte, e stavolta anche sulle sue lune, con due diverse missioni, una americana e una giapponese; i cinesi proseguiranno il loro programma di esplorazione lunare Chang’e, e lanceranno un telescopio spaziale che periodicamente attraccherà alla Tiangong; finalmente vedremo Europa Clipper partire alla volta di Europa, luna di Giove potenzialmente adatta alla vita; ma soprattutto, la NASA tornerà per la prima volta sulla Luna dopo il 1972, data dell’ultima missione USA sul nostro satellite lunare.
Abbiamo raccolto in questo articolo le 10 missioni più attese in assoluto per il 2024 ormai imminente, alcune già con una data di lancio precisa, come quella del lander Peregrine l’8 gennaio, altre con una data indicativa. L’ordine dell’elenco è cronologico. Mese dopo mese, partiranno una dopo l’altra, qualcuna per un viaggio molto breve, qualcun’altra per uno particolarmente lungo, ma tutte per permetterci di conoscere sempre meglio il sistema planetario che possiamo chiamare “casa”.
Peregrine Mission One (PM1)
La Peregrine Mission One (PM1), o Peregrine Lunar Lander, è una missione spaziale selezionata all’interno del programma Commercial Lunar Payload Services (CLPS) della NASA. Consisterà in un lander lunare costruito da Astrobotic Technology, il cui lancio è previsto per l’8 gennaio 2024 a bordo di un vettore Vulcan Centaur, il nuovo lanciatore della United Launch Alliance (ULA).
Il sito scelto per l’allunaggio, previsto per il 25 gennaio, è Sinus Viscositatis, in prossimità delle Gruithuisen Domes, misteriose cupole lunari costituite da lava silicica. La missione dovrebbe durare almeno 14 giorni terrestri, equivalenti a un giorno lunare.
Il lander trasporterà più carichi utili, per una capacità totale di 90 kg. Il payload scientifico include il Laser Retro-Reflector Array (LRA), il Linear Energy Transfer Spectrometer (LETS), il Near-InfraRed Volatile Spectrometer System (NIRVSS), il Prospect Ion-Trap Mass Spectrometer (PITMS) e il Neutron Spectrometer System (NSS).
Gli obiettivi scientifici della missione sono lo studio dell’esosfera lunare, delle proprietà termiche e dell’abbondanza di idrogeno della regolite lunare, dei campi magnetici e dell’ambiente radiativo. Verranno inoltre testati array solari avanzati.
Xuntian
Xuntian, o Chinese Space Station Telescope (CSST), è un telescopio spaziale cinese previsto per co-orbitare con la stazione spaziale Tiangong in fasi orbitali leggermente diverse, che consentiranno il suo attracco periodico alla stazione.
Si tratta di un telescopio all’avanguardia, che avrà uno specchio primario di 2 metri di diametro e un campo visivo 300 volte più grande del telescopio Hubble. Ciò consentirà al telescopio di riprendere fino al 40% del cielo utilizzando la sua fotocamera da 2.5 gigapixel nel corso dei dieci anni di durata nominale della missione.
Xuntian è dotato di cinque strumenti di prima generazione, tra cui una telecamera di rilevamento, un ricevitore terahertz, un imager multicanale, uno spettrografo a campo integrale e un coronografo per l’imaging planetario. Le osservazioni di questo telescopio sono destinate a integrare e migliorare altri progetti a Terra e nello spazio, come l’osservatorio Vera C. Rubin, il telescopio spaziale Euclid e il Nancy Grace Roman Space Telescope.
Il lancio di Xuntian è previsto per aprile 2024 tramite il vettore Long March 5B, che lo porrà nella stessa orbita della stazione spaziale cinese.
Chang’e 6
Chang’e 6 sarà la prossima missione robotica cinese di esplorazione lunare, seconda missione di ritorno campioni per la Cina. L’obbiettivo sarà ottenere i primi campioni di terreno e roccia dal lato nascosto della Luna e di riportarli sulla Terra.
Come le precedenti missioni del Programma cinese di esplorazione lunare, prende il nome dalla dea cinese della luna, Chang’e. Il programma mira a facilitare gli equipaggi lunari con equipaggio negli anni ’30, e a costruire un avamposto con equipaggio vicino al polo sud lunare.
A differenza della missione Chang’e 5, che ha restituito oltre 1.73 kg di materiale dall’emisfero settentrionale del lato nascosto della Luna, la missione Chang’e 6 tenterà di atterrare e restituire materiale dall’emisfero meridionale del lato nascosto della Luna. Mirerà in particolare alla porzione meridionale del cratere Apollo, che si trova all’interno del bacino d’impatto Polo Sud-Aitkin (SPA).
Chang’e 6 sarà costituito in totale da quattro moduli: il lander, che raccoglierà circa 2 kg di campioni da 2 metri di profondità; un veicolo di risalita; un orbiter; una capsula di ritorno campioni. La massa di lancio stimata è di 8200 kg.
Il lancio è attualmente previsto per maggio 2024 a bordo di un Lunga Marcia 5B. La missione durerà circa 53 giorni terrestri, ovvero quasi due mesi.
Proba-3
Proba-3 è la terza missione del programma PROBA (Project for On Board Autonomy) dell’ESA. Si tratta di un programma con lo scopo di testare nuove tecnologie che permettano a futuri satelliti scientifici di effettuare gran parte delle loro operazioni in completa autonomia.
In particolare, Proba-3 consisterà in due satelliti, Coronograph e Occulter, che saranno lanciati insieme nell’estate 2024 in un’orbita altamente ellittica, con un’inclinazione di circa 59 gradi, in una configurazione di stack. La dimostrazione tecnologica sarà il mantenimento della formazione con una precisione di pochi millimetri e un secondo d’arco a distanze di 144 metri o più per sei ore alla volta, cosa che sarà raggiunta in modo autonomo, senza fare affidamento sui comandi da Terra.
Le normali operazioni includeranno sia manovre di volo in formazione che osservazioni scientifiche utilizzando un gigantesco coronografo solare, che bloccherà la luce accecante proveniente dal disco solare per acquisire viste continue della corona spettrale del Sole, o dell’atmosfera circostante.
La missione include anche un esperimento di rendezvous per testare sensori e algoritmi per rendezvous (cooperativo e non cooperativo) in orbita ellittica. Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per una futura missione di ritorno su Marte e per far deorbitare i satelliti dall’orbita terrestre bassa.
EscaPADE
L’Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (EscaPADE) è una missione NASA composta da due diverse sonde, Blue e Gold, che fa parte del programma SIMPLEx della NASA.
Le sonde sono state costruite da Rocket Lab, mentre il lancio previsto per l’agosto 2024 sarà effettuato dal vettore New Glenn di Blue Origin. EscaPADE, infatti, doveva essere inizialmente lanciata insieme alla sonda Psyche, e scendere su Marte durante il sorvolo di quest’ultima. A causa dei ritardi di Psyche, ciò non è più stato possibile.
Gli obiettivi scientifici di EscaPADE sono lo studio dettagliato della magnetosfera unica di Marte e il modo in cui il vento solare ha contribuito alla perdita della maggior parte dell’atmosfera del pianeta, nel corso della storia del Sistema Solare.
A bordo di ciascuna sonda ci sono tre esperimenti scientifici. Il magnetometro EMAG, che misurerà campi magnetici fino a 1000 nanoTesla. L’analizzatore elettrostatico EESA per la misurazione ci energie, flussi e masse degli ioni nella magnetosfera. Infine, la sonda ELP, per la misurazione della densità degli elettroni termici.
MMX
La Martian Moons eXploration (MMX) è una missione sviluppata dalla JAXA, l’agenzia spaziale giapponese, che atterrerà sulla luna più grande di Marte, Phobos, e ne raccoglierà dei campioni. Inoltre, condurrà osservazioni ravvicinate di Deimos, l’altro satellite marziano, e monitorerà il clima del Pianeta Rosso. La missione mira così a fornire informazioni chiave per aiutare a determinare se le lune marziane sono asteroidi catturati, o il risultato di un corpo più grande che ha colpito Marte.
Anche la NASA, l’ESA e il CNES partecipano al progetto, per il quale forniranno alcuni strumenti scientifici. La NASA contribuirà con lo spettrometro per neutroni e raggi gamma MEGANE (Mars-moon Exploration with GAmma Rays and NEutrons), il CNES con lo spettrometro nell’infrarosso vicino NIRS4/MacrOmega. In tutto, MMX avrà a bordo sette strumenti scientifici.
Con questa missione, inoltre, la JAXA sta collaborando con la Japan Broadcasting Corporation (NHK) per sviluppare la “Super Hi-Vision Camera” che combina una fotocamera 4K e 8K, così per la prima volta Marte verrà ripreso con una risoluzione 8K.
La sonda trasporterà un piccolo rover fornito dal CNES e dal DLR, IDEFIX. Pesa meno di 30 kg e sarà dotato di telecamere, di un radiometro e di uno spettrometro per l’esplorazione in situ della superficie della luna marziana Phobos, dove atterrerà. Il campionamento è previsto a mezzo di un campionatore di carotaggio (C-SMP) e di un campionatore pneumatico (P-SMP). I campioni saranno restituiti a Terra nel luglio 2029.
Europa Clipper
Europa Clipper, precedentemente Europa Multiple Flyby Mission, è una missione interplanetaria della NASA costituita da un orbiter, i cui obbiettivi sono esplorare la luna gioviana Europa, indagare sulla sua abitabilità e aiutare nella selezione di un sito di atterraggio per il futuro Europa Lander.
Il lancio della missione è previsto nell’ottobre 2024 a bordo di un Falcon Heavy, durante una finestra di lancio della durata di 21 giorni. La sonda utilizzerà l’assistenza gravitazionale di Marte nel febbraio 2025 e della Terra nel dicembre 2026, prima di arrivare in orbita attorno a Giove nell’aprile 2030.
Europa Clipper trasporterà una suite di 9 strumenti scientifici, per una massa totale di 82 kg, per studiare l’interno e l’oceano sotterraneo, la geologia, la chimica e l’abitabilità di Europa. I componenti elettronici saranno protetti dalle intense radiazioni del sistema gioviano da uno schermo in titanio e alluminio, da 150 chilogrammi.
Durante i 4 anni previsti come durata nominale della missione, la sonda effettuerà 44 sorvoli ravvicinati della luna Europa, il primo dei quali nella primavera 2031. Durante questi sorvoli, Europa Clipper si avvicinerà alla superficie della luna raccogliendo dati sull’oceano sotterraneo di Europa, sulla crosta ghiacciata e sull’atmosfera sottile. Il massimo avvicinamento sarà a soli 25 km dalla superficie.
Hera
Hera è una missione di difesa planetaria, che rientra nel programma di sicurezza spaziale dell’ESA. Il suo obiettivo principale è studiare il sistema di asteroidi binari Didymos, che è stato colpito da DART il 27 settembre 2022, e contribuire alla validazione del metodo dell’impatto cinetico per deviare un asteroide Near Earth in una traiettoria di collisione con la Terra.
La sonda misurerà le dimensioni e la morfologia del cratere creato sull’asteroide Dimorphos, il più piccolo dei due oggetti che formano 65803 Didymos, in seguito allo schianto di DART. E anche la quantità di moto trasferita, cosa che consentirà di misurare l’efficienza della deflessione prodotta dall’impatto. Analizzerà anche la nuvola di detriti in espansione seguita allo schianto.
Hera trasporta un carico utile di telecamere, un altimetro e uno spettrometro. Trasporterà anche due CubeSat, Milani e Juventas. Milani ha lo scopo di scattare immagini e misurare le caratteritiche delle polveri presenti. Dovrà mappare i due asteroidi che formano l’asteroide binario, caratterizzarne la superficie, valutare gli effetti dell’impatto DART, contribuire alle misurazioni del campo gravitazionale degli asteroidi e determinare le caratteristiche delle nubi di polvere attorno a essi. Juventas, invece, mira a determinare le caratteristiche geofisiche di Dimorphos. La sonda deve mappare il suo campo gravitazionale e determinarne la struttura interna e le caratteristiche della sua superficie.
La missione Hera, quindi, caratterizzerà completamente la composizione e le proprietà fisiche del sistema binario di asteroidi includendo, per la prima volta, il sottosuolo e le strutture interne. Effettuerà poi dimostrazioni tecnologiche legate alle operazioni in prossimità di un piccolo corpo e al dispiegamento e alla comunicazione con CubeSat nello spazio interplanetario. Il lancio è attualmente previsto per ottobre 2024 a bordo di un Falcon 9.
VIPER
VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover) è un rover lunare sviluppato dalla NASA, che avrà il compito di identificare le risorse lunari nelle aree permanentemente in ombra nella regione del polo sud lunare, in particolare mappando la distribuzione e la concentrazione del ghiaccio d’acqua. La missione si basa su un precedente concetto di rover della NASA chiamato Resource Prospector, cancellato nel 2018.
L’11 giugno 2020, la NASA ha assegnato alla Astrobotic Technology di Pittsburgh, Pennsylvania, 199.5 milioni di dollari per il lancio di VIPER verso il polo sud lunare. VIPER sarà trasportato a bordo del lander Griffin di Astrobotic come parte dell’iniziativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) della NASA. Astrobotic è responsabile dei servizi end-to-end per la consegna di VIPER, compresa l’integrazione con il lander Griffin, il lancio dalla Terra e l’atterraggio sulla Luna.
Il rover VIPER opererà sul bordo occidentale del cratere Nobile sul Mons Mouton, nella regione del polo sud della Luna. Percorrerà diversi chilometri, raccogliendo dati su diversi tipi di aree del suolo lunare influenzate dalla luce e dalla temperatura: quelli in completa oscurità, luce occasionale e luce solare costante. Una volta entrato in un luogo permanentemente ombreggiato, funzionerà esclusivamente con l’alimentazione delle batterie e non sarà in grado di ricaricarle finché non si dirigerà verso un’area illuminata dal Sole. Il suo tempo di funzionamento totale sarà di 100 giorni terrestri.
VIPER avrebbe dovuto raggiungere il polo sud lunare a novembre di quest’anno. Tuttavia, nell’estate 2022 la NASA ha deciso di rinviare il lancio di un anno, dopo aver richiesto ad Astrobotic test più accurati sull’affidabilità del lander Griffin. Attualmente la NASA prevede di lanciare la missione a novembre 2024, a bordo di un Falcon Heavy.
ASTHROS
ASTHROS (Astrophysics Stratospheric Telescope for High Spectral Resolution Observations at Submillimeter-wavelengths) sarà una missione in mongolfiera ad alta quota, contenente un telescopio per lo studio dei fenomeni astrofisici.
Quando sarà completamente gonfiato, il pallone a elio sarà largo 150 metri, all’incirca le dimensioni di uno stadio di calcio. Il telescopio ASTHROS è dotato di uno specchio primario leggero da 2.5 metri per raccogliere la luce nel lontano infrarosso, uno dei più grandi mai volati in una missione in mongolfiera ad alta quota. Le missioni in mongolfiera in genere costano meno delle missioni spaziali, e richiedono meno tempo per passare dalla pianificazione iniziale allo schieramento.
L’obbiettivo scientifico principale della missione è studiare il feedback stellare, processo attraverso il quale le stelle si disperdono e rimodellano nubi di gas e polvere, che potrebbero eventualmente formare nuove stelle. Il feedback regola la formazione stellare in molte galassie, e un eccesso può anche arrestare completamente quella formazione. ASTHROS quindi esaminerà diverse regioni di formazione stellare nella nostra Galassia in cui avviene il feedback, e galassie distanti per vedere come si manifesta questo processo su larga scala e in ambienti diversi.
Il lancio è previsto per dicembre 2024 dal Long Duration Balloon Camp della NASA vicino alla stazione McMurdo in Antartide. ASTHROS mirerà a volare per 21-28 giorni a un’altitudine di circa 40 chilometri, alla quale potrà osservare le lunghezze d’onda della luce bloccate dall’atmosfera terrestre.
Fonti:
[1] www.nasa.gov
[2] www.esa.int
[5] International Astronautical Congress 2023
Altri approfondimenti:
–> Tutte le missioni che partiranno verso la Luna nel 2024
–> Storia e dettagli di una delle missioni più attese del 2024: Europa Clipper
