IM-1 è la seconda missione lunare finanziata dal programma della NASA CLPS e sta per partire. L’obbiettivo è portare il lander lunare Nova-C Odysseus sulla superficie lunare, partendo con un Falcon 9 dal Kennedy Space Center. Il lancio è previsto in una finestra di lancio di alcuni giorni, che si apre il 14 febbraio alle ore 06:57 italiane. Il lancio è rinviato al 15 febbraio, alle ore 07:05 italiane. Tutti gli aggiornamenti sul canale telegram di Astrospace.it.

A partire dalle 05:45 seguiremo insieme il lancio sul canale YouTube di Astrospace.it. Qui si potrà seguire invece la diretta ufficiale della NASA. In questo approfondimento invece, troverete tutte le informazioni su questa missione, sul lander Odysseus e sui suoi payload.

La missione IM-1

Il lander Nova-C Odysseus è costruito dall’azienda americana Intuitive Machines, e la missione è parzialmente finanziata dalla NASA tramite il programma CLPS (Commercial Lunar Payload Services). L’obbiettivo primario di questa missione e di questo lander è infatti quello di trasportare sulla Luna sei diversi esperimenti della NASA. Per questo trasporto la NASA ha pagato 118 milioni di dollari a Intuitive Machines, che però comprendono anche il costo di lancio.

L’Agenzia Spaziale Americana con questo programma finanzia il trasporto di questi sei esperimenti, ma concede alle aziende che costruiscono il mezzo spaziale, di inserire nel lander qualsiasi altro payload commerciale riescano a vendere, ammesso che ci sia spazio. Per questo oltre ai sei esperimenti NASA ce ne sono altri sei di aziende, privati o enti diversi.

Il lander Nova-C dovrebbe allunare in un cratere chiamato Malapert A, vicino al cratere più grande Malapert (che ha un diametro di circa 69 km). La zona di allunaggio dista circa 300 km dal Polo Sud lunare. Si tratta di una zona dal forte interesse scientifico oltre che strategico, in quanto il vicino massiccio Malapert, è una delle 13 zone individuate dalla NASA come possibili siti di allunaggio della missione Artemis 3.

Il viaggio del lander Odysseus

Il viaggio di questo lander sarà piuttosto veloce, al contrario di quello a cui ci hanno abituato le ultime missioni dirette verso la Luna. Dal momento della partenza dovrebbero passare circa 9 giorni prima del tentativo di allunaggio.

Una volta raggiunta l’orbita lunare, il lander si posizionerà quasi subito in una orbita circolare di 100 km di quota, che eseguirà in circa 120 minuti. Per posizionarsi in questa traiettoria impiegherà circa il 30% del suo propellente. In questa orbita eseguirà fino a 12 rivoluzioni della Luna, un numero che dipenderà dai test e dai controlli che farà Intuitive Machines prima di dare il via alla manovra di allunaggio.

Una volta deciso di iniziare l’allunaggio Odysseus si porterà su una orbita nuova, con un perilunio di 10 km. Da questa posizione inizierà la discesa. Durante l’allunaggio il lander disporrà di un sistema chiamato Terrain Relative Navigation (TRN), che attraverso l’uso di fotocamere e laser osserverà la superficie in cerca di eventuali pericoli imprevisti. Questo sistema si spegnerà a 10 metri dalla superficie, quando Odysseus si muoverà solo con il suo sistema di controllo inerziale. L’atterraggio è previsto a una velocità di 1 m/s.

Nova-C Odysseus

Nova-C Odysseus è un piccolo mezzo spaziale, alto 4.3 metri e con un diametro di 1.6 metri per la parte strutturale e di 4.6 metri per l’apertura delle gambe di atterraggio. Il peso totale della struttura del lander (quindi senza propellente) è di 675 kg, e 130 kg sono il massimo dei payload trasportabili. In totale, compreso il metano e ossigeno liquido, si raggiungono circa i 1900 kg.

Il nome del lander, come spiegato dalla stessa Intuitive Machines, non è propriamente Nova-C. Questo infatti è il nome della classe del mezzo, un po’ come SUV, o utilitaria per una macchina. Nova è il termine latino per “nuovo” e C indica il numero romano 100, riferito ai 130 kg di payload trasportabile.

L’azienda americana ha creato questo design come uno standard e ha intenzione di costruire questi lander in diversi esemplari, riducendo così il costo. Per ora sono già state confermate tre missioni con lander Nova-C, e l’intenzione è ovviamente quella di espandere presto il catalogo anche con nuove “misure”.

Una delle particolarità più interessanti di questo mezzo è il suo sistema propulsivo, alimentato a metano e ossigeno liquidi. Si tratta del primo lander spaziale con questo tipo di propulsione. La presenza del metano e ossigeno liquidi ha, tra le altre cose, comportato la necessità di alimentare il lander fino a pochi secondi dal lancio, una cosa che si può fare solo alla rampa 39A per le rampe della Florida.

Gli esperimenti NASA

A bordo del lander NOVA-C sono presenti sei payload commerciali e sei diversi esperimenti della NASA, principalmente dedicati allo studio dell’allunaggio e delle sue conseguenze sulla superficie lunare, ma anche all’ambiente nella zona di contatto del lander con la superficie della Luna.
Vediamo ora insieme gli esperimenti della NASA un po’ più nel dettaglio partendo dal “Radio Observations of the Lunar Surface Photoelectron Sheath“:

• ROLSES: con una massa di 13.1 Kg, ROLSES utilizzerà un sistema di ricezione radio a bassa frequenza per misurare le oscillazioni del plasma degli elettroni sulla superficie lunare, acquisire osservazioni della radiazione solare, percepire la polvere carica vicino alla superficie e fornire una prima misurazione delle radiazioni ambientali direttamente sul lander. Le misurazioni del plasma dell’ambiente circostante forniranno informazioni preziose per la progettazione di sistemi di esplorazione lunare, tute per astronauti e prossime missioni Artemis con equipaggio a bordo;
• Laser Retro-Reflector Array: con una massa di circa 20g, LRA è un insieme di otto retro-riflettori di circa 1,3 cm. Si tratta di riflettori utilizzati per misurare la distanza determinando con precisione la posizione del lander sulla superficie della Luna. Essi sono fondamentali per avere punti di riferimento nell’orientamento e nella navigazione durante il giorno e la notte lunare;
• Navigation Doppler Lidar for Precise Velocity and Range Sensing: con una massa di circa 15 Kg, NDL è un sensore LIDAR (Light Detection and Ranging) che utilizza il laser per fornire un rilevamento preciso di velocità e distanza dal suolo del lander durante la discesa sulla Luna. Funziona alla stregua dei radar ma sfruttando gli impulsi di luce provenienti dal laser.
• Stereo Cameras for Lunar Plume-Surface Studies: con una massa di circa 6 Kg, SCALPSS sfrutterà le sue quattro fotocamere per catturare immagini del motore del lander mentre scenderà sulla superficie lunare. Immortalerà il sollevarsi della regolite lunare in relazione al funzionamento del motore in fase di discesa per individuare le particelle spostate dai gas di scarico;
• Lunar Node 1 Navigation Demonstrator: dalla massa di circa 3 Kg, LN-1 altro non è che un piccolo CubeSat di navigazione radio in banda S che dimostrerà il posizionamento autonomo di veicoli spaziali in supporto di missioni di futuri lander e operazioni orbitali. I radiofari come LN-1 possono guidare i veicoli spaziali in arrivo e in partenza con precisione riducendo il consumo di carburante. Questo esperimento si servirà del DSN della NASA;
• Radio Frequency Mass Gauge statement: con una massa di circa 2 Kg, la tecnologia RFMG utilizzerà le onde radio e le antenne per misurare con assoluta precisione la quantità di propellente disponibile nel serbatoio di NOVA-C. Ciò sarà di grande importanza per le future missioni di lunga durata su veicoli a propellente criogenico.

Una volta brevemente descritti gli esperimenti tecnologici della NASA, dal grande valore scientifico, non ci resta che vedere insieme i sei payload commerciali partendo da un materiale termico sviluppato da Columbia:

• Columbia Sportwear: in una partnership con Intuitive Machines, Columbia testerà la propria tecnologia Omni-Heat Infinity sulla Luna. Tale tecnologia, presentata da Columbia con le giacche termiche qui sulla Terra, verrà utilizzata per proteggere il lander NOVA-C dalle temperature lunari estreme. IM e Columbia dunque testeranno il materiale termico per adattarlo al settore aerospaziale offrendo protezione ai pannelli del lander lunare e al serbatoio;
• EMBRY-RIDDLE EAGLECAM: un sistema di fotocamere per catturare il lander lunare durante la fase di allunaggio. Il dispositivo ospiterà anche un sistema di depolverizzazione elettrostatica che potrebbe essere molto utile in futuro sulle tute spaziali. La Eaglecam inizierà a riprendere il lander da un’altezza di 30 m sulla superficie della Luna;
• JEFF KOONS-MOON PHASES: l’artista statunitense Jeff Koons ha realizzato 125 sculture in miniatura delle fasi lunari in acciaio inossidabie che verranno rilasciate sulla superficie lunare in un cubo realizzato in collaborazione con 4Space. Le opere di Moon Phase sono associate a individui che in qualche modo hanno segnato la storia dell’umanità. L’elenco dei nomi è universale. In questo modo, Koons onora alcuni dei più grandi successi del passato per ispirare le generazioni future;
• INTERNATIONAL LUNAR OBSERVATORY ASSOCIATION (ILO-X): cos’è l’ILO? tratta di una missione lunare scientifica e commerciale dell’International Observatory Assosiation delle Hawaii. L’obbiettivo è quello di costruire un piccolo osservatorio nei pressi del Polo Sud lunare per condurre studi astrofisici. ILO-X è una missione di test e consiste di una suite miniaturizzata di imaging lunare con doppia fotocamera. Servirà a catturare immagini della Via Lattea dalla superficie della Luna oltre che a condurre osservazioni astronomiche varie. Questa missione sarà la prima con sede alle Hawaii e testerà la sopravvivenza della suite in ambiente lunare.
• GALACTIC LEGACY LABS-LUNAPRISE: è una missione organizzata da Galactic Legacy Labs llc, Space Blue & Arch Mission Foundation. L’obbiettivo è preservare “per l’eternità” la conoscenza umana fondando un vero e proprio archivio sulla Luna. I messaggi vengono chiamati Lunagrams e possono essere inviati come testo e/o immagini. Sono compresi anche file video e musicali e andranno a costituire un’immensa collezione di archivi culturali da tutto il mondo;
• LONESTAR DATA HOLDINGS INC.: la missione di Lonestar è quella di incrementare la capacità dei data center sulla Luna al fine di incontrare le esigenze dei clienti per l’archiviazione sicura di dati premium ed elaborazione edge. Lavorando con Intuitive Machines, Lonestar sta memorizzando dati digitali a bordo del lander Nova-C permettendo l’archiviazione dei primi documenti sulla Luna. Si tratta di una missione di test che spianerà la strada ad un data center ben più capiente, dal nome Freedom, previsto a bordo della futura seconda missione di IM.