Il Giappone si prepara a fare la storia con la sua missione SLIM, una navicella spaziale robotica che mira a un atterraggio morbido e accurato sulla Luna. SLIM, acronimo di Smart Lander for Investigating Moon, è entrata nell’orbita lunare il 25 dicembre 2023, dopo un viaggio di quasi quattro mesi dal suo lancio dalla Terra, ed ora si sta avvicinando alla sua destinazione finale: il cratere Shioli, una formazione geologica di interesse scientifico situata a media latitudine sulla faccia visibile della Luna.
SLIM è una missione pionieristica sotto molti aspetti:
- è la prima missione lunare giapponese a tentare un atterraggio morbido, dopo il successo della missione orbitale SELENE nel 2007;
- è la prima missione al mondo a sperimentare un sistema di navigazione basato sulla visione, che le permetterà di identificare autonomamente la sua zona di atterraggio e di correggere la sua traiettoria durante la discesa;
- è la missione lunare più leggera mai realizzata, con una massa secca di soli 20 chilogrammi e una massa al lancio di 130 chilogrammi.
L’obiettivo principale di SLIM è di dimostrare la fattibilità e l’affidabilità di un atterraggio morbido lunare altamente accurato con un’architettura leggera. Questa tecnologia potrebbe aprire nuove possibilità di esplorazione lunare, consentendo di accedere a siti di elevato interesse scientifico che sono altrimenti troppo difficili o rischiosi da raggiungere.
Per esempio, SLIM punta a posarsi entro 100 metri dal suo punto di destinazione, sul pendio del cratere Shioli, che ha un diametro di circa 300 metri, ed è stato scelto perché potrebbe contenere il minerale olivina, che si ritiene sia stato espulso da sotto la crosta lunare a seguito di un impatto. L’olivina potrebbe fornire informazioni preziose sulla storia e la composizione interna della Luna.
Per raggiungere questo ambizioso obiettivo, SLIM utilizzerà un sistema di navigazione innovativo, che combina i dati di osservazione provenienti dall’orbiter giapponese SELENE con un algoritmo di elaborazione delle immagini. Questo sistema le consentirà di confrontare le immagini acquisite dalla sua telecamera con le mappe preesistenti della superficie lunare e di calcolare la sua posizione e la sua velocità, per di più utilizzerà un telemetro laser per misurare la distanza dalla superficie lunare nelle fasi finali della discesa.
SLIM sarà in grado di modificare la sua traiettoria in tempo reale, evitando eventuali ostacoli o deviazioni.
Un po’ storia sulla missione SLIM
SLIM è stata lanciata il 6 settembre 2023 su un razzo H-2A dal Centro spaziale giapponese di Tanegashima, insieme al telescopio spaziale XRISM, una missione astronomica dedicata allo studio dei raggi X.
Dopo essere entrata in un’orbita terrestre bassa, SLIM ha iniziato una serie di manovre di sollevamento dell’orbita, utilizzando il suo motore a propellente solido, come parte del suo tortuoso viaggio verso la Luna, dopodiché ha effettuato un’iniezione translunare il 30 settembre, effettuando un sorvolo lunare il 4 ottobre. Ciò ha avviato la navicella spaziale in un lungo viaggio ad anello, per risparmiare propellente, verso la Luna, portando all’inserimento nell’orbita lunare il giorno di Natale.
SLIM si trova ora in un’orbita lunare polare di 600 x 4.000 chilometri, come previsto, con la navicella spaziale che è attualmente in condizioni normali, ha affermato la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), l’agenzia spaziale giapponese che gestisce la missione, e presto inizierà ad abbassare gradualmente la sua orbita in preparazione all’atterraggio, previsto per il 19 gennaio 2024.
Il tentativo di atterraggio inizierà alle 10:00 orientali (15:00 UTC) del 19 gennaio, con atterraggio circa 20 minuti dopo. A quel punto, SLIM inizierà a decelerare da una velocità di circa 1.700 metri al secondo, utilizzando il suo motore principale e i suoi propulsori di controllo di assetto, e cinque gambe di atterraggio in traliccio di alluminio stampato in 3D aiuteranno il lander ad assorbire l’impatto dell’atterraggio e a stabilirsi sul bordo inclinato del cratere Shioli.
Un atterraggio SLIM riuscito renderebbe il Giappone il quinto paese ad atterrare dolcemente sulla Luna, dopo l’Unione Sovietica, gli Stati Uniti, la Cina e l’India. Quest’ultima è diventata la quarta nazione a raggiungere l’impresa ad agosto 2023, con l’atterraggio della missione Chandrayaan-3 ad alta latitudine.
Oltre al tentativo di atterraggio vero e proprio, la navicella spaziale è progettata per trascorrere il resto della giornata lunare, circa 14 giorni terrestri, sulla superficie conducendo esperimenti. SLIM trasporta una Multi-Band Camera (MBC), una telecamera a colori che opera in quattro bande spettrali, per valutare la composizione del cratere Shioli. La MBC analizzerà gli spettri della luce solare riflessa dalla superficie lunare e cercherà di rilevare la presenza di olivina o di altri minerali, inoltre trasmetterà le immagini e i dati alla Terra tramite l’antenna di SLIM.
SLIM trasporta anche una coppia di rover piccoli e innovativi, che saranno rilasciati dalla navicella spaziale dopo l’atterraggio. Il Lunar Excursion Vehicle 1 (LEV-1), un rover che utilizza un meccanismo di salto per spostarsi sulla superficie lunare, con una massa di 1,5 chilogrammi e una forma cilindrica con due ruote. Il rover è dotato di una telecamera, di un sensore di temperatura e di un sensore di radiazione, e potrà saltare fino a 10 metri di altezza e 20 metri di distanza, esplorando il terreno circostante e inviando le immagini e i dati a SLIM.
Il Lunar Excursion Vehicle 2 (LEV-2) è un rover sferico delle dimensioni di una palla da baseball, con una massa di 0,5 chilogrammi, è dotato di una telecamera, di un sensore di temperatura e di un sensore di pressione. Il rover si muoverà sulla superficie lunare rotolando, sfruttando la bassa gravità e il terreno irregolare. Il LEV-2 invierà le immagini e i dati a SLIM tramite una connessione wireless.
I due rover sono stati sviluppati da un consorzio di università e aziende giapponesi, guidato dall’Università di Tokyo, ed hanno lo scopo di testare nuovi concetti di mobilità e di comunicazione sulla superficie lunare, nonché di fornire informazioni aggiuntive sul cratere Shioli e sul suo ambiente.
Secondo JAXA, la missione SLIM potrebbe portare a minori costi di esplorazione lunare in futuro, grazie alla sua architettura leggera e al suo sistema di navigazione avanzato. La precisione degli atterraggi sarà utile per accedere ad aree di elevato interesse scientifico invece che a zone di atterraggio più generali e sicure, inoltre la missione SLIM potrebbe contribuire a stimolare l’interesse e la partecipazione del pubblico all’esplorazione lunare, grazie alla sua natura innovativa e al suo coinvolgimento di vari partner.
La missione SLIM è infatti il risultato di una collaborazione tra JAXA, il Ministero dell’Educazione, della Cultura, dello Sport, della Scienza e della Tecnologia del Giappone, l’Università di Tokyo, l’Università di Tohoku, l’Università di Hokkaido, l’Università di Kyoto, l’Università di Aizu, l’Università di Chiba, l’Università di Keio, l’Università di Waseda, l’Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie Industriali Avanzate, la NEC Corporation, la Canon Electronics Inc., la Sumitomo Corporation, la Space BD Inc. e la ispace Inc..
La missione è quindi una sfida tecnologica, scientifica e sociale, che potrebbe aprire nuove frontiere nell’esplorazione lunare e nello sviluppo spaziale. Se tutto andrà secondo i piani, il Giappone potrà celebrare il suo primo atterraggio morbido sulla Luna il 19 gennaio 2024, e il mondo potrà assistere a una nuova impresa spaziale.
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