Esplorazione lunare

Missioni sovietiche (1959 - 1976)

Luna Il programma di esplorazione lunare dell'URSS, durato oltre 17 anni, si è avvalso della serie di sonde Luna (24 missioni - vedi foto) e Zond (5 missioni) con le quali sono stati raggiunti ottimi risultati e stabiliti alcuni primati:

  • prima navicella ad impattare con la superficie lunare;
  • primo flyby lunare;
  • prime immagini dell'emisfero lunare nascosto;
  • primo atterraggio morbido;
  • prima navicella ad effettuare un'orbita lunare;
  • prima navicella a ritornare sulla Terra dopo aver compiuto un'orbita lunare.

In particolare vanno ricordate:

  • Luna 3 e Zond 3 che hanno ripreso le prime immagini della superficie lunare, ed in particolare dell'emisfero lunare nascosto;
  • Zond 6, 7 e 8 che hanno ripreso immagini della superficie lunare e poi sono ritornate sulla Terra;
  • Luna 9, 13 e 22 che hanno effettuato riprese ed immagini ravvicinate della superficie lunare;
  • Luna 16, 20 e 24 che dopo aver effettuato un prelievo di campioni del suolo lunare li hanno successivamente riportati a Terra;
  • Luna 17 e 21 dotate di veicoli semoventi (Lunakhod) che hanno effettuato l'esplorazione della superficie lunare.

Ranger

Ranger Protagoniste delle missioni Ranger sono state le prime navicelle spaziali USA progettate per ottenere immagini ravvicinate della superficie lunare prima dell'impatto con essa. Esse erano equipaggiate con alimentatori a celle solari, telecamere e trasmettitori che hanno permesso l'invio a Terra delle prime foto della Luna.

  • Ranger 7 (Luglio 1964) - foto dell'Oceano Procellarum;
  • Ranger 8 (Febbraio 1965) - esplorazione siti ottimali per l'allunaggio nel Mare della Tranquillità;
  • Ranger 9 (Marzo 1965) - immagini del cratere Alfonso.

Lunar Orbiter

Lunar Orbiter Cinque sono stati i Lunar Orbiter lanciati fra il 1966 ed il 1967 con lo scopo di effettuare la mappatura della Luna. Tutte quante le missioni sono state completate felicemente, ed il 99% del suolo lunare è stato così fotografato con una risoluzione di 60 metri. Le prime tre sonde sono state collocate su orbite equatoriali, mentre la quarta e la quinta su orbite polari.

  • Lunar Orbiter 1 (Agosto 1966) - ricerca di potenziali siti di atterraggio per le future missioni Apollo;
  • Lunar Orbiter 2 (Novembre 1966) - ricerca di potenziali siti di atterraggio per le future missioni Apollo;
  • Lunar Orbiter 3 (Febbraio 1967) - ricerca di potenziali siti di atterraggio per le future missioni Apollo;
  • Lunar Orbiter 4 (Maggio 1967) - immagini dell'intero emisfero illuminato e del 95% di quello nascosto;
  • Lunar Orbiter 5 (Agosto 1967) - immagini dell'intero emisfero nascosto e foto a media ed alta risoluzione di 36 aree della superficie lunare.

Surveyor

Surveyor Le navicelle Surveyor sono state le prime sonde USA ad effettuare un atterraggio morbido sulla Luna, effettuando riprese ravvicinate, rilevamenti ed analisi della composizione chimica e delle proprietà meccaniche del suolo lunare, fornendo quindi la prova della sua consistenza.

  • Surveyor 1 (Maggio 1966) - atterraggio morbido nel cratere Flamsteed;
  • Surveyor 3 (Aprile 1967) - discesa nell'Oceano Procellarum e test del suolo lunare tramite un braccio meccanico estensibile. Fù in seguito visitato dagli astronauti dell'Apollo 12 nel 1970;
  • Surveyor 5 (Settembre 1967) - analisi chimica di campioni del suolo lunare nel Mare della Tranquillità;
  • Surveyor 6 (Novembre 1967) - discesa e verifica, mediante un salto radiocomandato da Terra, degli effetti dei gas di scarico dei razzi sul suolo lunare;
  • Surveyor 7 (Gennaio 1968) - allunato nel cratere Tycho.

Apollo

Sulla base delle esperienze acquisite con le sonde Ranger, Lunar Orbiter e Surveyor, e dei programmi Mercury e Gemini, la NASA diede il via ad una colossale operazione denominata "progetto Apollo", che era finalizzata alla realizzazione di una delle più grandi imprese della storia umana: la conquista della Luna.

L'intera missione passò attraverso una intensa fase preparatoria nella quale prestarono la loro opera oltre 300000 persone e vennero impiegate ben 10 navicelle. Così, a partire dalla fine del 1966, iniziarono i primi collaudi durante i quali si verificò uno dei primi e più gravi incidenti dell'astronautica mondiale, quello del 27 Gennaio 1967, nel quale persero la vita gli astronauti V. Grissom, E. White e R. Chaffae, coinvolti in un incendio a bordo dell'Apollo 1.

Fra non poche difficoltà il programma spaziale proseguì, ed il 9 Novembre dello stesso anno venne effettuato il primo lancio senza equipaggio dell'Apollo 4, che dopo aver effettuato un volo di circa 8 ore e trenta, rientrò a Terra superando felicemente gli scopi della missione, che erano volti a verificare il funzionamento del razzo vettore Saturn V e dello scudo termico della navicella.

Superati anche i voli numero 5 e 6, nei quali vennero ripetuti gli stessi esperimenti, con l'Apollo 7 iniziò una serie di quattro lanci con equipaggio che avevano come finalità la verifica degli aspetti medici e tecnici di questa missione spaziale:

  • Apollo 7 (Ottobre 1968) - 11 giorni di orbita terrestre, per un totale di 163 orbite;
  • Apollo 8 (Dicembre 1968) - 10 orbite lunari;
  • Apollo 9 (Marzo 1969) - 151 orbite terrestri e prove sul modulo di discesa lunare (LEM);
  • Apollo 10 (Aprile 1969) - prove generali, discesa sino a 15 km di altezza dalla superficie lunare.

I tempi erano maturi per il grande passo, e così il 16 Luglio 1969 l'Apollo 11 venne lanciato dal Kennedy Space Center in Florida, con a bordo gli astronauti N. Armstrong (comandante), M. Collins (pilota modulo di servizio - Columbia) ed E. Aldrin (pilota del LEM - Aquila). Dopo 3 giorni il veicolo spaziale entrò in orbita attorno alla Luna, e dopo aver effettuato i necessari controlli e preparativi nelle 28 ore successive, il 20 Luglio 1969 N. Armstrong ed E. Aldrin, a bordo del LEM, si staccarono dal modulo di servizio, rimasto in orbita con il loro collega M. Collins, per iniziare la discesa verso il Mare della Tranquillità. L'allunaggio avvenne felicemente, e quattro ore dopo si aprì il portellone dell'Aquila e N. Armstrong, alle 22:56 ora locale di Houston, potè finalmente poggiare il suo piede sinistro sulla superficie lunare, dove venne raggiunto 15 minuti dopo anche da E. Aldrin.

Columbia - Modulo di servizio LEM - Modulo discesa lunare Astronauta

In 2 ore di permanenza sul suolo lunare i 2 astronauti raccolsero campioni di roccia ed installarono tre strumenti: uno schermo per la cattura di particelle del vento solare, un sismometro per lo studio di lunamoti ed un riflettore di raggi laser con il quale verrà poi misurata la distanza Terra - Luna. Ventuno ore dopo essere allunati, i due astronauti ripartirono per ricongiungersi con il Columbia, e quindi per fare ritorno a Terra, dove il 24 Luglio 1969 verranno ripescati nelle acque dell'Oceano Pacifico, 800 miglia nautiche a Sud delle Hawaii.

Apollo 12 Il programma di esplorazione lunare continuerà poi con altre 6 missioni, a partire dal 14 Novembre 1969, quando verrà lanciato l'Apollo 12, e quindi terminerà il 19 Dicembre 1972, data di rientro dell'Apollo 17, dopo aver portato sulla Luna un totale di 12 astronauti:

  • Apollo 12 (Novembre 1969) - discesa suolo lunare, prelievo campioni, ispezione della sonda Surveyor 3 (atterrata nel 1967) ed installazione di un sismometro, di un magnetometro, di uno spettrometro e di un rilevatore di ioni;
  • Apollo 13 (Aprile 1970) - missione interrotta per esplosione a bordo della navicella. Fortunoso rientro dell'equipaggio sfruttando l'energia gravitazionale derivante da un flyby con la Luna;
  • Apollo 14 (Gennaio 1971) - discesa ed escursione lunare, prelievo campioni ed esperimenti di natura sismica mediante rivelatori di vibrazioni ed esplosivi;
  • Apollo 15 (Luglio 1971) - discesa ed escursione lunare con l'uso di un veicolo ad alimentazione elettrica LRV (Lunar Roving Vehicle);
  • Apollo 16 (Aprile 1972) - escursione lunare con il LRV per la ricerca di eventuali residui di attività vulcanica;
  • Apollo 17 (Dicembre 1972) - gli astronauti permangono tre giorni sulla Luna effettuando escursioni con il LRV e prelevando oltre un quintale di campioni di roccia lunare e di materiale del sottosuolo.

Galileo

Terra e Luna ripresi da Galileo Nell'ambito del suo viaggio verso Giove, anche la sonda Galileo ha contribuito allo studio del nostro satellite, precisamente in due flybies avvenuti l'8 Dicembre 1990 ed il 7 Dicembre 1992, con i quali sono stati ottenuti riprese ed immagini della Luna. (nella foto la Luna e la Terra viste dalla sonda)

Clementine

Clementine La sonda Clementine, lanciata il 25 Gennaio del 1994 tramite il razzo Titan IIG, aveva fra gli scopi della propria missione l'osservazione scientifica della Luna e dell'asteroide Geographos, con particolare riguardo all'analisi delle proprietà delle loro superfici. Dopo aver effettuato due flybies con la Terra, essa si è inserita in orbita lunare il 21 Febbraio iniziando la mappatura della Luna per circa due mesi sino al 7 Maggio, quando un guasto ad uno dei computer di bordo ne ha impedito la prosecuzione della restante parte della missione.

Lunar Prospector

Lunar Prospector La Lunar Prospector è stata progettata per la mappatura della superficie lunare, per la ricerca di possibili depositi di ghiaccio presso i poli e per la misurazione del campo magnetico e gravitazionale della Luna. I dati raccolti in 19 mesi di missione hanno permesso la creazione di una mappa dettagliata della composizione chimica del suolo lunare che aiuterà a capire l'origine e l'evoluzione della Luna. Dopo il lancio, ed un viaggio di 105 ore, la missione vera e propria è iniziata con l'inserimento in orbita polare che ha tenuto impegnata la Lunar Prospector per un anno sino al 31 Luglio 1999, quando essa è stata fatta precipitare in una zona prossima al polo Sud lunare.

SMART 1

Smart 1 SMART 1 (Small Missions for Advanced Research in Technology 1) è un orbiter lunare progettato per testare nuove tecnologie spaziali in vista delle future missioni. Lanciato il 27 Settembre 2003, esso è stato inizialmente posto su di un'orbita geostazionaria, quindi immesso in orbita lunare il 13 Novembre 2004 dove permarrà sino all'Agosto 2006 data della fine della missione. Fra gli obiettivi prefissati l'esame della morfologia, topografia e geologia lunari finalizzati ad uno studio dell'origine del sistema Terra-Luna.

Lunar Reconnaissance Orbiter

LRO Il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), la prima missione del NASA's Robotic Lunar Exploration Program, è stato progettato per effettuare la mappatura della superficie lunare con lo scopo finale di facilitare il ritorno dell'uomo sulla Luna. Esso è stato lanciato, insieme all'LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite), dal Kennedy Space Center il 18 Giugno 2009 tramite un razzo Atlas 5 ed ha raggiunto la Luna il 23 Giugno inserendosi in un'orbita polare a 50 km dal suolo lunare.

La sonda, che è stabilizzata nei tre assi, ha una massa di circa 949 kg ed è dotata di pannelli solari che provvedono a ricaricare delle batterie agli ioni di litio da 80 A/hr. La strumentazione scientifica ammonta a 92 kg ed è composta da: la LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter Camera), due telecamere ad angolo stretto monocromatiche, un grandangolare a colori ed una fotocamera UV per l'acquisizione di immagini, il LOLA (Lunar Orbiter Laser Altimeter), un altimetro laser per la ricerca di siti di atterraggio e di ghiacci polari, il LEND (Lunar Exploration Neutron Detector), un rilevatore di neutroni per la ricerca di ghiaccio d'acqua e la misurazione di radiazioni spaziali, il DLRE (Diviner Lunar Radiometer Experiment), un radiometro per la misurazione della temperatura sulla superficie lunare, il LAMP (Lyman Alpha Mapping Project), per l'osservazione del suolo lunare nel campo dell'ultravioletto ed il CRaTER (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation), un dispositivo per l'analisi della radiazione cosmica di fondo.

LCROSS L'LCROSS, progettato per la ricerca di ghiaccio d'acqua, consiste in una navicella Shepherding (SSC) che guiderà un razzo Centaur a collidere con il suolo lunare nell'emisfero permanentemente in ombra della Luna. L'impatto causerà un nube di detriti che sarà analizzata dall'SSC tramite la propria strumentazione che consiste in cinque telecamere, di cui tre a raggi infrarossi, tre spettrometri ed un fotometro.

Chang'e 2

Chang'e 2 Lanciata l'1 Ottobre 2010 da Xichang con un razzo Long March 3C, la sonda Chang'e 2, seconda missione lunare dell'Agenzia Spaziale Cinese, è giunta a destinazione il successivo 6 Ottobre inserendosi in un'orbita polare ad una altezza di 100 km. Scopo della missione ottenere una mappatura ad alta risoluzione della superficie lunare in vista di future missioni. La strumentazione consiste in una camera CCD con una risoluzione di 10 mt. ed in un altimetro laser. Dopo la fine della missione la sonda è stata destinata ad un prolungamento della sua attività e quindi trasferita verso il punto di Lagrange L2, ad un milione e mezzo di km dalla Terra, che ha raggiunto nell'Agosto 2011 per poi essere indirizzata verso l'asteroide Toutatis con il quale avrebbe effettuato un passaggio ravvicinato il 13 Dicembre 2012.

GRAIL

GRAIL La missione GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory) è composta da due navicelle gemelle, le quali sono state lanciate da Cape Canaveral il 10 Settembre 2011 con lo scopo di studiare la crosta ed il nucleo lunare, nonchè di effettuare la mappatura gravitazionale della Luna. Dopo il lancio esse sono state inserite in orbita attorno al punto di Lagrange L1, da dove sono state fiondate verso il polo Sud della Luna, inserendosi in orbita polare rispettivamente il 31 Dicembre 2011 (GRAIL-A) e l'1 Gennaio 2012 (GRAIL-B). La forma delle navicelle è quella di un prisma rettangolare con una massa di 202,4 kg, compreso il propellente, dal quale si dipartono due pannelli solari che immagazzinano l'energia in batterie agli ioni di litio. Completano la strumentazione puntatori stellari e solari e telecamere per la ripresa di immagini. La missione delle due sonde, ribattezzate Ebb e Flow, è terminata il 17 Dicembre 2012, quando esse, rimaste ormai a corto di propellente, sono state fatte precipitare in una zona prossima al polo Nord lunare.

foto NASA/NSSDC