Forse ricorderete che ad aprile 2021 mi ero candidato per un volo gratuito intorno alla Luna, offerto a otto persone selezionate dall’imprenditore giapponese del settore della moda Yusaku Maezawa nell’ambito di un progetto spaziale, dearMoon, avviato insieme a Elon Musk nel 2017 (come avevo raccontato qui). L’8 dicembre sono stati resi noti i nomi di queste otto persone, scelte fra circa un milione di candidati.

Non sorprenderà nessuno che io non sia tra quelle prescelte. Una, però, probabilmente la conoscete: è Tim Dodd, l’Everyday Astronaut, grandissimo divulgatore delle missioni spaziali sul suo canale YouTube. Questo è il video nel quale annuncia di essere stato selezionato e spiega, ancora incredulo, alcuni dettagli della missione:

Le altre persone selezionate sono:

• TOP (Choi Seung Hyun), un rapper K-pop sudcoreano
• Steve Aoki, DJ e produttore musicale statunitense
• Yemi A.D., ballerino e coreografo della Repubblica Ceca
• Rhiannon Adam, fotografa irlandese
• Karim Iliya, fotografo britannico
• Brendan Hall, filmmaker statunitense
• Dev D. Joshi, attore indiano

Sono state inoltre designate due riserve: Kaitlyn Farrington, snowboarder olimpica statunitense, e Miyu, ballerina giapponese. I link portano ai rispettivi video di presentazione.

I candidati voleranno intorno alla Luna insieme a Yusaku Maezawa, che è già stato nello spazio per 12 giorni, visitando la Stazione Spaziale Internazionale a dicembre 2021, insieme al suo assistente di produzione Yozo Hirano, grazie a un lancio commerciale russo di un veicolo Soyuz. L’intero progetto dearMoon è finanziato da Maezawa.

L’imprenditore dice, sul sito del progetto, che il volo dovrebbe svolgersi nel 2023, ma è una data estremamente ambiziosa e destinata quasi sicuramente a slittare, dato che la Starship di SpaceX, il veicolo spaziale che dovrebbe trasportare i passeggeri (e, si presume, un numero imprecisato di astronauti professionisti che faranno da piloti), non ha ancora volato.

Tim Dodd fornisce alcune informazioni: la selezione è stata fatta già un anno fa (lo si capisce dal suo video, nel quale si vedono gli altri membri dell’equipaggio assistere con lui alla partenza di Maezawa verso la Stazione) e ha già superato, come i suoi compagni di viaggio, gli esami medici opportuni.

Il sito del progetto dearMoon, dearmoon.earth, fornisce un piano di massima della missione, nel quale però mancano alcuni dettagli importanti. Cominciamo dalle tappe dichiarate:

Il decollo avverrà dal Kennedy Space Center, presso la rampa di lancio apposita che è ora in costruzione. Due minuti e 51 secondi dopo la partenza, il primo stadio della Starship, denominato Super Heavy, si sgancerà dal veicolo spaziale vero e proprio dopo averlo portato a una quota imprecisata. Questo veicolo, che si chiama Starship (lo so, è facile confondersi), proseguirà la propria corsa per altri sei minuti circa, inserendosi in orbita intorno alla Terra.

Trentotto minuti dopo la partenza, dopo aver compiuto meno di un’orbita intorno al nostro pianeta, Starship riaccenderà i motori per accelerare verso la Luna, che raggiungerà dopo circa due giorni di viaggio. Effettuerà per circa un giorno una semplice, singola circumnavigazione della Luna, senza inserirsi in orbita intorno ad essa ma seguendo una traiettoria di ritorno spontaneo (free return) che non richiede propellente, e tornerà verso la Terra, che raggiungerà dopo altri due giorni di viaggio, per poi atterrare verticalmente e posarsi al suolo con il suo equipaggio dopo poco meno di sei giorni complessivi. Al suolo... o quasi, come vedremo tra poco.

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Se tutto dovesse svolgersi secondo la tabella di marcia annunciata, questi astronauti privati volerebbero intorno alla Luna ben prima di quelli del progetto Artemis della NASA, il cui primo volo con equipaggio non avverrà prima del 2024 e rischia di essere rinviato ulteriormente. Se così fosse, sarebbe davvero uno smacco per Artemis, che si dimostrerebbe un costosissimo pasticcio dettato principalmente da esigenze politiche, come già molti pensano che sia.

Ma non è il caso di lasciarsi andare a facili entusiasmi. Sono contentissimo che esista questa missione, perché già il fatto che si parli concretamente di una missione spaziale privata lunare è meraviglioso; però realisticamente ci sono degli ostacoli tecnici enormi da superare.

Il primo è che gli astronauti di dearMoon dovrebbero volare su un veicolo che al momento non ha mai volato. Il secondo stadio, la Starship vera e propria, ha fatto finora soltanto alcuni brevi voli fino ad una dozzina di chilometri di quota, atterrando intero solo una volta; il primo stadio, il Super Heavy, non si è ancora staccato da terra e si è limitato ad accendere per prova alcuni dei suoi circa trenta motori. Pensare di qualificare per il volo spaziale umano entro un anno un veicolo così complesso, che non ha ancora spiccato il volo, è decisamente ottimistico, anche perché ci sono dei tempi tecnico-burocratici di certificazione che non si possono comprimere più di tanto.

Il secondo ostacolo è il rientro: Starship tornerà dalla Luna a circa 40.000 km/h, e questo richiederà uno scudo termico notevolissimo, che deve ancora essere collaudato (chicca: è realizzato con know-how italiano ed è composto da esagoni di ceramica fissati tramite perni). Ma per fare questo collaudo è necessario che il razzo vada in orbita, almeno intorno alla Terra, e questo non avverrà prima del primo trimestre del 2023: infatti il volo di debutto, senza equipaggio, con un’orbita parziale e un rientro sacrificale nell’oceano, era stato annunciato per la fine del 2022 ma continua a slittare.

Il terzo ostacolo è l’atterraggio: mentre i veicoli spaziali precedenti atterravano usando dei paracadute oppure planando su una pista (nel caso degli Shuttle), quindi con sistemi ben conosciuti e collaudati da decenni di esperienze, Starship è un cilindro alto cinquanta metri che deve atterrare verticalmente, frenato e sostenuto esclusivamente dalla spinta dei suoi motori. Un calo di potenza o uno sbilanciamento eccessivo, ed è finita. C’è una certa ridondanza nei suoi motori multipli, ma è comunque un metodo molto più delicato. E il peggio deve ancora arrivare: se non ci sono cambi di programma, Starship non potrà atterrare genericamente in un punto qualsiasi di una piazzola, come fanno da tempo i primi stadi dei vettori Falcon 9 di SpaceX, ma dovrà avvicinarsi alla torre di lancio e infilarsi con precisione in una gigantesca forcella che lo reggerà. Per questo ho scritto “o quasi”.

Questa scelta è dettata dal fatto che portare in orbita e poi in viaggio intorno alla Luna delle zampe sufficientemente grandi da consentire l’atterraggio verticale stabile su piazzola di un veicolo così grande e pesante un centinaio di tonnellate comporterebbe una penalità di zavorra talmente grande da rendere impossibile il trasporto di qualunque carico utile significativo, figuriamoci una decina di passeggeri con tutto il necessario per sopravvivere per sei giorni nello spazio.

Collaudare questa tecnica richiederà dei voli di prova estremamente rischiosi: anche se questi voli verranno effettuati senza equipaggio, qualunque errore di manovra all’atterraggio rischierà di danneggiare la torre di lancio, con tutti i costi che ne conseguono, e ritardare pesantemente i voli successivi.

Il dettaglio importante che forse manca nel piano di volo schematico presentato finora è il rifornimento in orbita. Almeno secondo quanto mi risulta e sulla base dei piani di volo lunare discussi fin qui (per esempio per un atterraggio sulla Luna nell’ambito del programma Artemis), Starship probabilmente non ha propellente a sufficienza per accelerare fino a 28.000 km/h per entrare in orbita intorno alla Terra, riaccelerare fino a 40.000 km/h per raggiungere la Luna, ed effettuare le riaccensioni di frenata e di atterraggio.

È vero che i rifornimenti sono stati descritti nell’ambito di missioni che prevedono un atterraggio sulla Luna e una successiva ripartenza e il trasporto fino alla Luna di carichi dell’ordine del centinaio di tonnellate, mentre dearMoon non atterra e il suo carico umano e di supporto vitale è ben sotto le 100 tonnellate, per cui i requisiti di propellente sono ridotti, ma i margini sono comunque molto stretti.

Un eventuale rifornimento in volo aumenterebbe enormemente le complessità di una missione già tutt’altro che semplice: richiederebbe almeno due lanci di Starship nel giro di pochi giorni (prima partirebbe una Starship con il propellente, che aspetterebbe in orbita terrestre la seconda Starship con gli astronauti); richiederebbe un rendez-vous orbitale, tutt’altro che semplice anche con i sistemi di guida e navigazione di oggi; e questo rendez-vous avverrebbe fra due oggetti di massa molto considerevole (centinaia di tonnellate) e pieni di propellente, per cui un differenziale di velocità anche minimo avrebbe conseguenze disastrose. Oltretutto nessuno, in tutta la storia dell’astronautica, ha mai effettuato un trasferimento orbitale di propellente di questa portata, e va ricordato che trasferire fluidi in assenza di peso comporta una serie di complicazioni inenarrabile, forse ovviabili con un trasferimento effettuato sotto microaccelerazione, come descritto in questo articolo e questo paper tecnico.

Spero di sbagliarmi e che nei prossimi giorni venga chiarito che in qualche modo Starship è capace di effettuare questo volo senza fare rifornimento: resterebbe comunque una missione estremamente complessa ma perlomeno fattibile.

Se dearMoon andrà in porto, anche con gli inevitabili ritardi, sarà comunque una tappa storica nell’esplorazione spaziale: dei civili, con addestramento relativamente modesto, potranno vedere la Luna da vicino con i propri occhi, e potranno farlo con un veicolo che non solo è il più grande razzo mai realizzato ma è oltretutto il primo esempio di veicolo spaziale interamente riutilizzabile. Questo cambierebbe tutto.

Staremo a vedere, con attenzione, pazienza e un pizzico di affettuosa invidia per questi fortunati coraggiosi.