Megaprogetti
Gateway Lunare: Costruire il Primo Passo Verso le Stelle
La Prossima Stazione Spaziale
In the history of space exploration, space stations have been an important milestone, as they allowed space agencies to develop and test countless systems required for long-term presence in space. They also gave us insight into the effect of weightlessness on the human body and provided a safe structure from which to perform many scientific experiments.
Con l’ISS prevista per iniziare la de-orbita tra pochi anni, potrebbe sembrare che la più recente stazione spaziale cinese Tiangong, ora aperta ai non-cinesi astronauti, probabilmente per primi agli astronauti russi, sarà la più grande struttura abitata nello spazio per il futuro prevedibile.
La Cina pianifica raddoppiare la stazione da 3 a 6 moduli nei prossimi anni. Questo porterebbe la sua massa a 180 tonnellate metriche, ovvero solo il 40% delle 450 tonnellate dell’ISS.
Fonte: Wikipedia
Ma questo è errato, poiché si sta costruendo un progetto molto più ambizioso dell’ISS: il Lunar Gateway.
Il Lunar Gateway è una pietra angolare del programma Artemis, una serie di missioni nello spazio profondo volte a riportare gli astronauti occidentali sulla Luna. Puoi leggere una panoramica delle missioni Artemis e la logica alla base di esse in \”The Artemis Mission: Fly Me To The Moon (Again)”.
Il Lunar Gateway diventerà eventualmente un punto di ancoraggio per le future atterraggi lunari Artemis e le missioni associate. Sarà anche la prima stazione nello spazio profondo, in orbita attorno a un corpo celeste diverso dalla Terra, situata a circa 350.000 km dalla Terra (210.000 miglia), mentre l’ISS orbitava a soli 400 km sopra di noi (250 miglia).
Perché Costruire il Lunar Gateway?
Inserirsi nel Design di Artemis
Le missioni Artemis mirano a soggiorni di lunga durata sulla Luna che durano giorni e settimane e, infine, a un insediamento permanente del luogo.
Puoi leggere un resoconto dettagliato del programma Artemis nel rapporto dedicato che abbiamo pubblicato recentemente.
La conseguenza è che molti materiali, pezzi di ricambio, rifornimenti, personale e potenziali aiuti devono trovarsi nelle immediate vicinanze delle missioni lunari, non a diversi giorni di distanza, anche assumendo che un razzo sia pronto a lanciare immediatamente. Per questo la missione Artemis IV sarà, in gran parte, dedicata alla costruzione del Lunar Gateway, una stazione spaziale in orbita attorno alla Luna.
Fonte: Explore Deep Space
La data esatta di Artemis IV è incerta, poiché il programma ha subito ripetuti ritardi. Attualmente, Artemis II è programmata per aprile 2026, con Artemis III il primo atterraggio umano sulla Luna.
La tempistica “non prima del 2027” sul sito NASA dedicato al Gateway dovrebbe probabilmente essere intesa più realisticamente come una data tra il 2028 e il 2030.
Lunar Gateway Come Un Rifugio Sicuro
Combattere la Polvere
In generale, NASA e le agenzie spaziali sono molto più a loro agio con soggiorni di lunga durata nelle stazioni spaziali rispetto alla superficie lunare. Questo perché hanno molta esperienza nel farlo con successo grazie all’ISS.
Al contrario, la Luna presenterà una serie di sfide uniche.
La prima sarà la presenza della polvere lunare. Contrariamente alla polvere sulla Terra, l’assenza di atmosfera ed erosione significa che la polvere lunare è composta da microparticelle estremamente affilate e abrasive.
Ciò probabilmente danneggerà rapidamente le tute spaziali, le guarnizioni e le attrezzature sulla superficie. Pertanto, avere uno spazio sicuro privo di polvere quando non si esplora la Luna potrebbe salvare la vita agli astronauti Artemis.
“Le particelle sono frastagliate da milioni di anni di impatti di micrometeoriti, appiccicose a causa di forze chimiche ed elettriche, ed estremamente piccole. Anche piccole quantità di polvere lunare possono avere un grande impatto su attrezzature e sistemi.”
Josh Litofsky – Project manager che guida una campagna di test di adesione della polvere lunare per il Gateway
Viaggi regolari verso la Luna potrebbero alla fine influenzare anche il Lunar Gateway, se si accumula troppa polvere lunare dopo che gli astronauti tornano alla stazione, portando a un accumulo di polvere sull’esterno della stazione (e sperabilmente nessuna all’interno).
Per questo NASA sta lavorando al Programma di Modellazione e Analisi della Polvere Lunare in Orbita del Gateway (GOLDMAP), che dovrebbe prevedere come la polvere possa muoversi e depositarsi sulle superfici esterne del Gateway.
Le prime simulazioni di GOLDMAP hanno mostrato che la polvere lunare può formare nuvole attorno al Gateway, con particelle più grandi che si attaccano alle superfici.
Fornire un Campo Base
Un altro motivo per costruire il Gateway è che fornirà molta capacità di stoccaggio e spazio abitativo che non dovrà essere atterrata sulla Luna. In questo modo si risparmieranno denaro e capacità tecnica, con una massa e un volume maggiori installati in orbita lunare.
Infine, come stazione indipendente vicina, fornirà agli astronauti una posizione di riserva nel caso qualcosa vada storto sulla superficie lunare durante l’esplorazione. Micrometeoriti o guasti tecnici potrebbero rendere gli habitat lunari inabitabili, e gli astronauti non possono semplicemente entrare in una capsula di emergenza di evacuazione come sull’ISS in tal caso. Avrebbero bisogno di un campo base il più vicino possibile.
Oltre a queste missioni critiche, il Lunar Gateway fornirà anche servizi alla missione di esplorazione lunare, come telecomunicazioni ad alta velocità, accumulo e trasmissione alla Terra dei campioni di roccia lunare raccolti, scansione della superficie lunare per risorse come l’acqua, ecc.
Panoramica dell’Architettura del Gateway
Il Gateway sarà costruito con 7 moduli principali, ai quali si collegherà l’Orion, la capsula che trasporta gli astronauti in orbita lunare dalla Terra:
- Il Blocco di Ingresso per l’Equipaggio e la Scienza, fornito dagli Emirati Arabi Uniti, per le passeggiate spaziali.
- Il Lunar-I-Hab, con quartieri abitativi e supporto vitale, fornito dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dall’Agenzia Giapponese per l’Esplorazione Spaziale (JAXA).
- HALO, fornito da Northrop Grumman e NASA, un quartiere abitativo per l’equipaggio.
- Lunar View, anch’esso fornito dall’ESA, con spazio di carico e grandi finestre.
- I sistemi di Energia e Propulsione, includendo 60 kW di potenza elettrica da pannelli solari, i più prodotti mai in un veicolo spaziale.
- Il Modulo Logistico, per la consegna di carico e futuri esperimenti scientifici, sia all’interno che all’esterno della stazione spaziale, basato sul Dragon XL di SpaceX e ottimizzato per trasportare più di cinque tonnellate metriche di carico al Gateway in orbita lunare.
- Il Canada fornirà anche il braccio robotico Canadarm3, che potrà spostarsi in diverse parti della stazione.
Fonte: NASA
(Puoi anche vedere un modello 3D completamente animato del Lunar Gateway a questo link.)
Costruire il Lunar Gateway
L’Elemento di Energia e Propulsione (PPE) sarà costruito da Maxar, e l’Avamposto di Abitazione e Logistica (HALO) costruito da Northrop Grumman (NOC ) e entrambi saranno prima lanciati dal razzo SpaceX Falcon Heavy.
Sull’HALO sarà installata la grande antenna HALO Lunar Communication System, sviluppata dall’ESA. Il flusso di comunicazione sarà da pochi Kb/s fino a 25 Mb/s a seconda della distanza, e consumerà fino a 600 W.
Il pannello solare del PPE sarà fornito da JAXA, che lo equipaggerà anche con batterie per i periodi in cui la stazione spaziale non sarà alla luce del sole.
Fonte: NASA
HALO e PPE trascorreranno circa un anno viaggiando verso l’orbita lunare, usando una propulsione solare-elettrica ad alta efficienza e la gravità della Terra, della Luna e del Sole per raggiungere la loro destinazione.
Poi, Artemis 4 porterà in orbita lunare l’Orion con equipaggio e il Lunar I-Hab Gateway, che si aggancerà al modulo HALO.
Fonte: NASA
Il resto dei moduli sarà portato in una data successiva.
Artemis V porterà il modulo Lunar View e un veicolo Human Landing System si aggancerà al Gateway.
Durante la missione Artemis VI, il Blocco di Ingresso per l’Equipaggio e la Scienza del Gateway fornito dagli Emirati Mohammed Bin Rashid Space Centre, consentirà trasferimenti di equipaggio e scienza da e verso il vuoto dello spazio.
Il principale contributo del Canada sarà Canadarm3, un braccio robotico sull’esterno del Lunar Gateway. Questo è un aggiornamento rispetto a Canadarm1, installato su ogni shuttle spaziale, e Canadarm2, installato sulla ISS.
Aiuterà a mantenere, riparare e ispezionare il Gateway, a catturare veicoli in visita, a supportare gli astronauti durante le passeggiate spaziali e a consentire la scienza nell’orbita lunare del Gateway.
Fonte: NASA
Orbita ovale del Gateway fornirà accesso sia alle aree del Polo Nord che del Polo Sud della Luna per osservazioni orbitali.
Esperimenti del Lunar Gateway
Anche se il ruolo principale del Gateway è supportare le missioni di esplorazione lunare con equipaggio, eseguirà anche i propri esperimenti scientifici.
La maggior parte della scienza iniziale che avverrà sulla stazione spaziale Gateway si concentrerà sulle radiazioni provenienti dal Sole e dallo spazio profondo.
ESA fornirà l’Internal Dosimeter Array (IDA), con strumenti forniti da JAXA, per studiare le potenziali radiazioni all’interno del Gateway.
Nel frattempo, la Heliophysics Environmental Radiation Measurement Experiment Suite (HERMES) e l’European Radiation Sensors Array (ERSA) saranno trasportate sull’esterno di HALO per misurare le radiazioni intorno alla stazione spaziale.
Questo è un importante insieme di dati da raccogliere, poiché il Lunar Gateway sarà il primo habitat spaziale fuori dalla magnetosfera protettiva della Terra. Come tale, i livelli di radiazione saranno più alti, e molto più alti durante le tempeste solari.
Fonte: NASA
Gli strumenti di radiazione saranno attivi anche quando i componenti del Gateway saranno spostati verso la loro orbita lunare, attraversando le cinture di radiazione di Van Allen, un’area intorno alla Terra dove particelle ad alta energia sono intrappolate dal campo magnetico del nostro pianeta.
Queste misurazioni avanzeranno la conoscenza degli scienziati sul meteo spaziale per aiutarli a comprendere i rischi posti dalle radiazioni sia sulle persone sia sui materiali.
Queste saranno informazioni cruciali per qualsiasi futura missione spaziale verso Marte, con molti mesi o addirittura anni di viaggio nello spazio profondo con esposizione simile alle radiazioni.
Futuro del Lunar Gateway
Con una durata di vita inizialmente prevista di 15 anni, è probabile che la missione principale del Lunar Gateway sarà principalmente l’esplorazione della Luna.
Tuttavia, potrebbe essere una tappa intermedia per la prima spedizione con equipaggio verso Marte. Il motivo è che a quel punto l’ISS potrebbe non essere più in servizio. Ma avrebbe molto senso far avere agli astronauti un periodo di quarantena e addestramento in orbita prima della partenza per un viaggio di più anni. Così potrebbero essere prima trasportati al Lunar Gateway, e poi a bordo dell’astronave (o forse dello SpaceX Spaceship?) che viaggerà verso Marte.
In tal senso, la presenza nello spazio profondo di un habitat completamente funzionale equipaggiato con aria, cibo, equipaggio, energia e attrezzature potrebbe rendere il Lunar Gateway una buona base operativa per qualsiasi lavoro di assemblaggio umano potenzialmente necessario nella preparazione di una futura astronave marziana.
Habitat Spaziali Futuri
Habitat Esagonali
Prima di entrare nel regno (ancora fantascientifico) degli enormi habitat spaziali in grado di ospitare centinaia o addirittura milioni di persone, la produzione spaziale dovrà fare seri progressi.
Il passo più probabile iniziale è abbandonare il collaudato sistema modulare usato per l’ISS e il Lunar Gateway.
Invece, assemblare i componenti richiesti nello spazio sarà probabilmente molto più efficiente.
“Man mano che l’umanità si avvicina a diventare una specie spaziale, supereremo rapidamente i piccoli tubi cilindrici che hanno definito il primo secolo di volo spaziale.
Il futuro risiede in strutture auto-assemblanti, adattive e riconfigurabili.”
L’idea sarebbe di utilizzare moduli esagonali auto-assemblanti per costruire enormi strutture geodetiche, invece dei moduli cilindrici prefabbricati e assemblati sulla Terra a cui siamo più abituati.
Un esempio di questo è TESSERAE.
Fonte: Aurelia Institute
Ciò sfrutterebbe la capacità di sollevamento assolutamente enorme di razzi come Starship (150-200 tonnellate), qualcosa a cui i progettisti delle stazioni spaziali non hanno mai avuto accesso prima.
Puoi leggere di più su questo concetto dalla pubblicazione scientifica iniziale del 2016 scritta dallo scienziato MIT Ariel Ekblaw.
Un altro esempio è sviluppato da Think Orbital, che mira a creare una struttura a forma di palla da football nello spazio, con un diametro da 4,5 a 20 m (15-65 piedi), creando un volume da 300 a 4000 m³.
Fonte: Think Orbital
Habitat Spaziali Gonfiabili
Attualmente, tutte le stazioni spaziali sono state costruite usando moduli rigidi, prodotti sulla Terra e assemblati. Un nuovo concetto sta iniziando a sfidare questo design: gli habitat spaziali gonfiabili.
Questa idea si basa sui progressi della scienza dei materiali, come Vectran, una fibra prodotta da un polimero liquidocristallino (LCP), un materiale 5 volte più resistente dell’acciaio e 10 volte più resistente dell’alluminio.
Lockheed Martin (LMT ) è già testando questo concetto, così come ILC Dover, una sussidiaria di Ingersoll Rand (IR ) e Sierra Space.
Quest’idea di design promette uno spazio abitabile molto più grande per la stessa massa rispetto ai moduli classici. Può anche adattarsi al volume limitato della maggior parte dei lanciatori, che può essere una restrizione tanto critica quanto la massa totale per grandi attrezzature.
Questi habitat gonfiabili potrebbero essere usati per stazioni spaziali, ma anche per stazioni permanenti sulla Luna o su Marte.
Ciclatore Aldrin
Un discendente del Lunar Gateway potrebbe essere un cosiddetto Ciclatore Aldrin, o Mars Cycler, che orbiterebbe permanentemente in modo da trovarsi regolarmente nelle vicinanze sia della Terra che di Marte (in verde sotto, con il rosso che indica l’orbita di Marte e il blu quella della Terra).
Fonte: Ethan MacDonald
In questo modo, si potrebbe costruire una stazione spaziale permanente per le persone per transitare da e verso Marte con requisiti minimi di carburante.
Potrebbe avere una schermatura dalle radiazioni più pesante e una produzione di cibo locale, oltre a stanze più confortevoli e spaziose e strutture sportive per mantenere le persone in forma nonostante l’assenza di gravità.
Questo svolgerebbe una funzione simile al Lunar Gateway, fornendo un ambiente più sicuro e più spazioso agli astronauti rispetto a una navicella, ma per le missioni di esplorazione di Marte questa volta.
Questo tipo di installazione sarebbe probabilmente indispensabile per qualsiasi sviluppo di un’economia marziana includendo qualsiasi transito di personale o turismo spaziale.
Utilizzo delle Risorse In Situ
Sollevare qualsiasi cosa dall’orbita costa ancora migliaia di dollari per chilogrammo. Questo è vero per cibo, acqua, anche l’aria, e rende qualsiasi struttura spaziale davvero grande o navicella proibitivamente costosa.
E anche se i lanciatori super-pesanti come lo Starship ottimizzato diventassero comuni e prodotti in massa, questo costo probabilmente rimarrà sopra i $100-200 per chilogrammo.
Ciò esclude alcune soluzioni che sarebbero molto efficienti ma richiedono troppi materiali, come, per esempio, uno strato d’acqua spesso un metro per fermare le radiazioni dello spazio profondo.
Tuttavia, se le risorse dalla Luna o da un asteroide potessero essere utilizzate, questo cambierebbe completamente l’equazione.
Ad esempio, anche una piccola cometa potrebbe fornire milioni di tonnellate di acqua, sufficiente per costruire scudi di radiazione per gli habitat spaziali e enormi fattorie spaziali per nutrire gli astronauti senza dover sollevare cibo dalla Terra.
La stessa cosa si può dire delle stazioni spaziali. A lungo termine, pannelli e travi pesanti in ferro/acciaio/titanio/alluminio prodotti in serie formeranno probabilmente gli elementi strutturali degli habitat spaziali, con le risorse grezze provenienti dall’estrazione di asteroidi o dalle fonderie basate sulla Luna. Allo stesso modo, le basi lunari potrebbero essere costruite con regolite stampata in 3D, invece di materiali importati.
Conclusione
Il Lunar Gateway è un progetto ambizioso, che mira a realizzare molte primissime: la prima stazione abitata nello spazio profondo, la prima occupazione permanente in orbita lunare, il primo insediamento fuori dalla Terra non in LEO (Orbita Bassa Terrestre).
Allo stesso tempo, questo è un progetto molto simile all’ISS: si basa su una collaborazione multinazionale, costruito sul design modulare testato per le precedenti stazioni spaziali, ed è progettato principalmente per esperimenti scientifici e scopi di esplorazione spaziale.
Questo potrebbe probabilmente essere anche l’ultimo di tali stazioni spaziali, poiché i lanciatori più grandi aprono nuove possibilità con filosofie di design radicalmente diverse.
Questo potrebbe includere pannelli modulari auto-assemblanti, stazioni gonfiabili, o anche in futuro l’invio nello spazio di attrezzature minerarie e fonderie per la produzione in situ.
Ma nessuno di questi progetti si materializzerà senza prima il Lunar Gateway, il momento in cui l’umanità uscirà dalla protezione della Terra e si stabilirà permanentemente nel vuoto, a centinaia di migliaia di miglia di distanza.
Azienda Collegata ad Artemis
Lockheed Martin
(LMT )
Lockheed Martin è una delle più grandi aziende aerospaziali & di difesa al mondo, di cui abbiamo parlato in dettaglio a novembre 2025 in “Lockheed Martin (LMT) Spotlight: A Leader In Defense and Aerospace”.
In breve, questa è l’azienda dietro aerei come i Black Hawk helicopters o il F-16, così come attrezzature avanzate come il F-35, flying radar planes o aerei logistici come il C-5 Galaxy & C-130J Super Hercules.
Fonte: Lockheed Martin
È anche il produttore di alcuni dei sistemi missilistici più importanti dell’esercito USA come il JAASM, Javelin, ATACMS, e HIMARS, estremamente richiesti a seguito dell’esaurimento delle scorte a causa del conflitto in Ucraina.
È anche un importante fornitore di sistemi di difesa anti-missile come il navale AEGIS e il THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) contro missili balistici.
Fonte: Lockheed Martin
Le armi, tuttavia, non sono tutto ciò che l’azienda fa. Lockheed è l’appaltatore principale per la progettazione, lo sviluppo, i test e la produzione dell’astronave Orion, che potrebbe essere la parte meno controversa dell’intero programma Artemis.
Orion include Callisto, un sistema di assistenza AI controllato vocalmente, in partnership con Alexa di Amazon (AMZN ), che incorpora anche un test per il supporto video-chat dalla Terra in collaborazione con Cisco (CSCO ).
Fonte: Lockheed Martin
Il programma potrebbe essere ampliato definitivamente grazie a lanci più economici e frequenti usando Starship? Questo potrebbe anche aumentare la produzione di Orion.
Anche correlato ad Artemis, Lockheed ha annunciato di aver completato test critici di un prototipo di pannello solare lunare che può funzionare nei poli sud della Luna. Tuttavia, perso a favore di Leidos (LDOS ) il progetto per il programma rover Artemis.
L’azienda è attiva in altri programmi spaziali, come i satelliti meteorologici GOES-R, la raccolta di campioni di asteroidi da OSIRIS-REx, la sonda Giove JUNO, un gilet indossabile di protezione dalle radiazioni AstroRad,
In generale, dai sistemi militari chiave ai veicoli e programmi spaziali altrettanto importanti, Lockheed Martin è all’avanguardia dell’innovazione americana e sembra aver mantenuto il suo vantaggio molto più affilato rispetto a molti dei suoi grandi concorrenti nel settore della difesa. L’azienda dovrebbe beneficiare delle successive iterazioni del programma Artemis, così come di molte altre missioni nello spazio profondo e focalizzate su Marte a lungo termine.
Ultime Notizie su Lockheed Martin
