La Prima Base Lunare (quasi) permanente

L'idea di una colonia permanente sulla Luna nasce ben prima dell'era spaziale; fu Konstantin Ciolkovskij, tra i primi a suggerirla. Dagli anni cinquanta in poi numerose proposte e idee sono state presentate da scienziati, ingegneri e scrittori.

La prima base lunare (quasi) permanente

Arthur C. Clarke propose nel 1954 l'idea di una base lunare composta da moduli gonfiabili isolati ricoprendoli di sabbia lunare. Una nave spaziale assemblata nell'orbita terrestre bassa verrebbe diretta ad allunare sul Mare Imbrium, dove gli astronauti andrebbero ad assemblare dei moduli gonfiabili simili ad igloo ed un'antenna radio. i passi successivi consisterebbero nell'impiantare una struttura a cupola permanente più grande, un purificatore d'aria basato su alghe, un reattore nucleare e delle "catapulte elettromagnetiche" per lanciare merci e carburante alle navi poste nello spazio esterno.[3]

L'esplorazione della superficie da parte di esseri umani inizia con la missione Apollo 8, che nel 1968 orbita attorno alla Luna con tre astronauti a bordo. È la prima volta che occhi umani vedono direttamente la faccia nascosta del satellite. L'anno successivo il modulo Apollo 11 porta sulla superficie due astronauti, dimostrando la possibilità umana di viaggiare fino alla Luna, eseguire attività di ricerca e ritornare con campioni di suolo lunare.

L'interesse per l'esplorazione della Luna tuttavia iniziava a calare presso il pubblico statunitense, Apollo 17 fu l'ultima missione, le successive missioni programmate (Apollo 18, 19 e 20) vennero annullate dal presidente Nixon. L'attenzione si volse sullo Space Shuttle e sulle missioni con equipaggio nelle orbite basse. In risposta a questo cambio di direzione, anche l'Unione Sovietica iniziò a lavorare ad un progetto di shuttle. Ciò non le impedì negli anni settanta di portare a termine il Programma Luna con tre sonde automatiche (la prima fu Luna 16) che riportarono a Terra campioni di suolo lunare. La fine del programma lunare sovietico giunse infine nel 1976.

Nei decenni successivi l'interesse per l'esplorazione lunare è calato considerevolmente, lasciando solo pochi entusiasti a sostenere un ritorno. La probabile presenza di ghiaccio ai poli lunari ha ridato impulso ai programmi lunari, che trovano nella Cina una nazione nuovamente interessata all'esplorazione del satellite. Gli Stati Uniti hanno risposto agli annunci del programma lunare cinese con l'intenzione di tornare con un equipaggio sulla Luna entro il 2025 e di realizzare sul lungo termine una base stanziale che faccia da trampolino per raggiungere Marte.

I poli della Luna sono interessanti principalmente per due ragioni: l'evidente presenza di ghiaccio d'acqua in alcune zone perennemente in ombra e l'asse di rotazione lunare, quasi perfettamente perpendicolare al piano dell'eclittica, che rende possibile sfruttare la sola energia solare per fornire energia alla colonia; una serie di centrali solari può essere disposta in modo da averne sempre almeno una esposta alla luce solare a distanze tali che permettano la creazione di una rete elettrica. Alcuni punti inoltre hanno un'insolazione pressoché permanente. Ad esempio il monte Malapert vicino al cratere Shackleton, nei pressi del polo sud lunare è:

Al polo nord una possibile sede per una base è stata individuata nel bordo del cratere Peary. Dall'analisi delle immagini della missione Clementine risulta che alcune parti del bordo del cratere sono permanentemente illuminate (eccetto durante le eclissi lunari), in conseguenza di ciò le temperature si mantengono abbastanza stabili sui -50 C, comparabili con quelle di un inverno nell'Antartide o in Siberia. Anche l'interno del cratere Peary potrebbe ospitare depositi di ghiaccio[10].

Un'alternativa più semplice potrebbe consistere nel costruire la base sulla superficie e ricoprirla di suolo lunare. Sono stati proposti anche altri mezzi protettivi, come ad esempio l'impiego di campi magnetici artificiali per schermare la radiazione solare.

Un reattore a fissione nucleare potrebbe soddisfare la domanda energetica di una base lunare e rispetto ad un reattore a fusione nucleare ha il vantaggio di essere una tecnologia già disponibile. Il vantaggio di un reattore a fusione nucleare è la disponibilità di elio-3 sulla Luna, che verrebbe usato come combustibile, tuttavia non vi è certezza di quando un reattore di questo genere sarà realizzabile e disponibile.

Può rappresentare una fonte di energia relativamente economica per una base lunare, soprattutto perché molte delle materie prime necessarie alla costruzione di pannelli solari possono essere estratte sul posto. Tuttavia la lunga notte lunare (14 giorni terrestri) è un grosso ostacolo allo sfruttamento dell'energia solare, che potrebbe essere risolto realizzando una serie di postazioni tali per cui ve ne sia sempre almeno una esposta al Sole; esistono inoltre sulla Luna, in prossimità dei poli, punti in cui l'insolazione è quasi costante.

Gli occupanti della base avranno necessità di muoversi su lunghe distanze per trasferire merci da e verso moduli e navi e per condurre ricerche scientifiche su ampie aree della superficie lunare per lunghi periodi. Le possibili soluzioni includono numerose varianti, da piccoli rover aperti a laboratori mobili pressurizzati, a veicoli che si spostano volando o saltando.

Una base lunare avrà bisogno di mezzi efficienti per trasportare persone e merci tra la Terra e la Luna e successivamente tra la Luna e le altre destinazioni nello spazio interplanetario. Un vantaggio della Luna è il suo campo gravitazionale relativamente debole, che rende facile lanciare oggetti verso la Terra. L'assenza di un'atmosfera è un vantaggio e uno svantaggio - non esiste resistenza al lancio, ma è impossibile usare dei paracadute per rallentare la discesa sulla Luna, rendendo necessario impiegare del carburante per frenare. Un'alternativa possibile per le merci è circondare il carico con sistemi di ammortizzamento dell'urto - palloni o materiali leggeri - qualcosa di analogo è stato provato con il programma Ranger, dove è stato usato del legno di balsa.

Le colonie lunari sono presenti in numerosi romanzi, racconti e film di fantascienza, benché non tutti abbiano la colonia in sé come elemento centrale della trama. Alcuni esempi di classici sono il romanzo La Luna è una severa maestra di Robert Heinlein (1965) e il film 2001: Odissea nello spazio di Stanley Kubrick. La serie televisiva Spazio 1999 ha per protagonista la base lunare Alpha su una Luna scagliata fuori dalla propria orbita ed errabonda nello spazio, a causa di un fenomeno collegato alla concentrazione di scorie nucleari in stoccaggio.

Tornare sulla Luna? La prossima tappa dell'esplorazione spaziale, dopo l'esperienza della Stazione Spaziale Internazionale, prevede molto di più. L'Agenzia Spaziale Europea ha un nuovo obiettivo: costruire una base permanente sulla luna.

Al momento i dettagli forniti non sono molti ma l'entusiasmo è alle stelle. All'inizio di febbraio al Centro Astronautico Europeo di Colonia si è tenuto un workshop su come costruire un villaggio lunare permanente. Tra i messaggi chiave: poter pensare di utilizzare ghiaccio, metalli e minerali rilevati sulla Luna. Alcuni degli scienziati, che potrebbero trasformare questa idea in realtà, lavorano presso il Centro Astronautico Europeo.

"La Luna è piena di risorse. Abbiamo trovato ghiaccio ai poli lunari e zone dove c'è quasi sempre luce. Queste aree possono offrirci le risorse necessarie da utilizzare per la costruzione della base lunare e per la sopravvivenza degli astronauti", fa sapere Bernard Foing, Direttore del Gruppo internazionale di lavoro per l'esplorazione lunare.

Alla creazione di una base lunare l'Europa si sta muovendo da tempo, ad esempio con il progetto "Luna 27" frutto di una collaborazione tra l'Esa e l'Agenzia Spaziale Russa (Roscosmos). Certo, potrebbero volerci 20 anni prima che il sogno diventi realtà.

L'ESA non è sola in questo progetto così ambizioso. La Cina sta pianificando la missione per riportare del campione di roccia lunare, la Russia un lander robotico con il supporto dell'ESA, mentre la capsula spaziale Orion della NASA dovrebbe volare attorno alla Luna prima del 2020.

Non è la prima volta che scriviamo della scelta di Cina e Russia di costruire una base lunare di ricerca, con il progetto noto come International Lunar Research Station (ILRS). Le due potenze hanno già firmato un memorandum d'intesa a metà Marzo 2021 ma in questi giorni sono emerse ulteriori informazioni circa la roadmap che dovrebbe portare alla costruzione.

Inizialmente non era chiaro se la nuova International Lunar Research Station sarebbe stata una soluzione orbitante (come il Lunar Gateway, con Roscosmos che si è ritirata dal progetto) oppure sulla superficie. Grazie ai nuovi dettagli sappiamo che sarà una base di ricerca sulla superficie della Luna e in particolare posizionata nella zona del Polo Sud lunare.

Si inizierà con lo studiare dove costruire la nuova base lunare. Per farlo ci si avvarrà di missioni lunari robotizzate come Chang'e-6, Chang'e-7, Luna 25, Luna 26 e Luna 27 (le prime due cinesi, le altre tre russe). Il loro lancio è previsto entro il 2025 e succederanno alle illustri precedenti come l'ultima Chang'e-5 che ha riportato sulla Terra dei campioni di roccia lunare.

Si passerà poi al periodo che va dal 2026 al 2030 dove si arriverà alle missioni Chang'e-8 e Luna 28 che inizieranno l'effettiva costruzione dell'International Lunar Research Station. Successivamente, tra il 2030 e il 2035, ci saranno altre missioni che si baseranno sull'utilizzo del vettore pesante Lunga Marcia 9. Gli astronauti e i cosmonauti potranno "abitare" la base lunare nel periodo 2036-2045 permettendo anche di vivere lunghi periodi sul nostro satellite naturale.

Attualmente la NASA, secondo alcune indiscrezioni, sta pianificando una serie di 37 lanci di razzi, che culmineranno nel 2028, per la costruzione di una base permanente sulla Luna. Anche l'ESA (Agenzia Spaziale Europea) sta pianificando, da quasi cinque anni, come costruire un insediamento lunare permanente.