Crediti: Jaxa
È in calendario per venerdì 19 gennaio, alle 16:20 ora italiana, l’approdo sulla Luna del lander giapponese Slim. Un approdo preceduto da quelli che uno fra i responsabili della missione, Kushiki Kenji della Jaxa, ha definito “venti minuti di terrore”, riecheggiando i celebri sette minuti di terrore della discesa di Curiosity su Marte. Un approdo che, se andrà a buon fine, segnerà l’ingresso del Giappone – quinto dopo Unione Sovietica, Stati Uniti, Cina e India – nell’esclusivo club dei paesi capaci di portare a termine con successo un atterraggio morbido sul suolo lunare.
Lanciato il 7 settembre 2023 dal centro spaziale di Tanegashima, ospitato a bordo dello stesso razzo H-2A che ha portato nello spazio il telescopio per raggi X Xrism, il piccolo modulo lunare della Jaxa – è lungo appena due metri – è entrato correttamente in orbita attorno alla Luna il giorno di Natale, dunque dopo ben tre mesi e mezzo di navigazione. Un viaggio lunghissimo – seguendo un tragitto tortuoso, controintuitivo – ma pianificato nei minimi dettagli per sfruttare al meglio la gravità della Terra, della Luna e del Sole così da fare entrare Slim in orbita lunare con l’angolo e la velocità più favorevoli, consentendo al tempo stesso il massimo risparmio di carburante.
La maniacale attenzione ai consumi è dovuta anzitutto alla necessità di contenere al massimo la massa e le dimensioni della navicella, a bordo della quale tutto è miniaturizzato, a partire dai due strumenti scientifici: una fotocamera spettrale multibanda per lo studio della composizione delle rocce circostanti il sito di approdo e una coppia di piccole sonde – i Lunar Excursion Vehicles – che si separeranno dal lander principale poco prima dell’atterraggio per fotografare le condizioni del sito e compiere una dimostrazione ingegneristica di esplorazione autonoma sulla superficie. Sia la telecamera di navigazione che il telemetro laser sono stati resi il più compatti e leggeri possibile. Ed è stato miniaturizzato anche il radar a microonde per la misura dell’altitudine e della velocità durante la discesa.
Slim è dotato di cinque “piedi” metallici semisferici, formati da un reticolo di alluminio stampato in 3D, che si schiacciano al momento dell’impatto per assorbirne l’energia. La sequenza di allunaggio è in due step: al termine della discesa verticale, sarà anzitutto la “zampa principale”, che si estende sul lato posteriore di Slim, a toccare per prima la superficie lunare. Nella seconda fase, la navicella spaziale si inclinerà in avanti, dondolandosi sui due piedi di supporto anteriori fino a stabilizzarsi sulla superficie lunare. I due piedi posteriori restanti non dovrebbero toccare il suolo, servono solo per impedire al lander di rovesciarsi lateralmente nel caso di un atterraggio più complicato del previsto. Crediti: Jaxa
L’esigenza di contenere i consumi è però dettata anche dalla necessità di arrivare all’appuntamento con la Luna avendo ancora una buona riserva di carburante, requisito essenziale per vincere quella che è la sfida principale di Slim, che non è tanto scientifica quanto ingegneristica: compiere un atterraggio di altissima precisione. Pinpoint landing, lo chiamano i responsabili della missione, che quanto ad atterraggi millimetrici hanno già dato prova – con Hayabusa2 – di saperci fare come pochi altri. Nel caso di Slim, il target è una zona in lieve pendenza nei pressi del piccolo cratere Shioli, situato a ovest del Mare Nectaris, sulla faccia della Luna a noi visibile. Esito di un impatto abbastanza recente, il materiale espulso dal cratere – stando alle osservazioni dell’orbiter Kaguya – potrebbe contenere olivina proveniente dal mantello lunare. L’analisi ravvicinata di questi minerali potrebbe dunque rivelare informazioni sulla struttura interna e sulla formazione della Luna. Ma i siti come questo, contenenti materiale espulso da un cratere, non sono l’ideale per un approdo: un normale lander lunare rischia infatti di ribaltarsi appena tocca il suolo, che in prossimità del cratere è troppo inclinato. La sfida di Slim è proprio questa: posarsi su un terreno con una pendenza media di 6-7 gradi ed entro un raggio di non più di 100 metri dall’obiettivo prefissato.
Due schermate da “Slim, the pinpoint moonlanding game”
Come ci riuscirà? Grazie anzitutto agli “occhi smart” – non per nulla l’acronimo Slim sta per Smart Lander for Investigating Moon – di cui è dotata la navicella, in grado di stabilire in piena autonomia la posizione esatta in cui si trova grazie a un algoritmo che, in appena cinque secondi, riesce a individuarne la corrispondenza nelle immagini ad alta risoluzione delle mappe archiviate sul computer di bordo. A quel punto entreranno in azione i giroscopi, lo star tracker e il sensore solare per ricostruire l’assetto della navicella, mentre il radar terrà traccia della distanza dal suolo. Aggiornato così in tempo reale e ad altissima precisione sulla posizione, l’orientamento e la velocità di discesa, Slim potrà correggere in autonomia la traiettoria fino a toccare il suolo nel punto previsto.
In attesa del 19 gennaio (o del 16 febbraio, seconda finestra d’opportunità per la discesa), la Jaxa ha messo a disposizione un gioco online per chiunque voglia cimentarsi nell’impresa: Slim, the pinpoint moonlanding game.