Il Giappone lancia XRISM e SLIM

Il decollo del vettore H-2A con il telescopio XRISM e il lander lunare SLIM. Credits: YouTube/JAXA/Mitsubishi Heavy Industries

Dopo il rinvio dello scorso 28 agosto a causa dei venti in quota fuori dai parametri previsti dalle procedure, la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) ha effettuato con successo il lancio di un telescopio spaziale a raggi X e di un piccolo lander lunare.

Il razzo H-2A della Mitsubishi Heavy Industries, con due booster laterali a combustibile solido SRB-A3, è decollato dal Yoshinobu Launch Complex LP-1 del Tanegashima Space Center per dirigersi a est sopra l’oceano Pacifico, quando in Italia era l’1:42 di venerdì 7 settembre 2023.

Il vettore trasportava, nella sua carenatura protettiva dal diametro di 4 metri, il lander lunare SLIM (Smart Lander for Investiating Moon) dell’agenzia spaziale giapponese e XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission) un telescopio spaziale nello spettro dei raggi X, realizzato dalla JAXA e dalla NASA, con la partecipazione dell’Agenzia Spaziale Europea. A poche ora dal lancio, la JAXA ha annunciato l’acquisizione, da parte delle stazioni radio di Terra, dei segnali di entrambi i veicoli spaziali.

XRISM si è separato dal secondo stadio 14 minuti e 9 secondi dopo il liftoff, entrando in un’orbita di circa 550 × 500 km con un’inclinazione di 31°. Dopo altri 33 minuti e 33 secondi, il secondo stadio ha eseguito un’accensione per innalzare l’apogeo orbitale, per permettere il distacco di SLIM, avvenuto un minuto dopo il termine della manovra stessa.

Una rappresentazione artistica dell’osservatorio spaziale a raggi X XRISM. Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

SLIM non si dirigerà direttamente verso la Luna, ma dopo un’accensione di trasferimento lunare, effettuerà un sorvolo del nostro satellite naturale per seguire una rotta ad anello che lo porterà lontano dal sistema Terra-Luna per farvi ritorno definitivamente per entrare nell’orbita lunare, dopo quattro mesi di navigazione. Questa particolare rotta permetterà un sostanzioso risparmio di propellente al momento della manovra di inserimento nell’orbita lunare. Quindi SLIM orbiterà la Luna per circa un mese, prima di eseguire la sua manovra di 20 minuti per tentare di atterrare in superficie, dimostrando così la capacità di raggiungere il suolo selenico con un veicolo leggero e con elevata precisione.

XRISM, ovvero Hitomi reloaded

Il telescopio XRISM della JAXA, va a sostituire l’osservatorio spaziale a raggi X Hitomi che venne lanciato nel 2016 e che venne severamente e irrecuperabilmente danneggiato da un guasto al suo sistema di controllo dell’assetto, un mese dopo l’entrata in orbita.

Il veicolo spaziale è lungo 8 metri, largo 3 e ha una massa di 2.300 kg. È dotato di una pannellatura solare che si estende per 9 metri. Esso alloggia uno spettrometro a raggi X a bassa energia e un rilevatore per immagini sempre a raggi X a bassa energia. Nel corso dei suoi tre anni programmati di missione, raccoglierà dati spettrali a elevata risoluzione di nubi calde di plasma che avvolgono galassie e di fenomeni cosmici estremamente energetici come le supernove e di buchi neri supermassicci in accrescimento.

Gli obiettivi principali della missione di XRISM riguardano lo studio di come la materia e l’energia si muovono attraverso le galassie e l’ottenimento di informazioni sull’evoluzione della struttura dell’Universo. «Alcune delle cose che speriamo di studiare con XRISM includono le conseguenze delle esplosioni stellari e i getti di particelle a velocità prossime a quelle della luce lanciate da buchi neri supermassicci nel centro delle galassie» ha dichiarato Richard Kelley, responsabile scientifico della missione presso il Goddard Space Flight Center della NASA di Greenbelt, Maryland. «Tuttavia, siamo più eccitati per tutti quegli inaspettati fenomeni che XRISM scoprirà mentre osserva il cosmo».

Lo spettrometro microcalorimetro di XRISM, denominato Resolve, è nato da una collaborazione fra NASA e JAXA. Esso sarà in grado di generare degli spettri dell’intensità della luce in un range di energia dei raggi X che va dai 400 ai 12.000 eV (elettronvolt). Per comparazione, le energie in gioco nella luce visibile vanno da circa 2 a 3 eV. Per fare questo, Resolve misura i lievi cambiamenti di temperatura creati quando un raggio X colpisce il suo rilevatore di 6 × 6 pixel. Per determinare questo minuscolo incremento e determinare così l’energia del raggio X, il rilevatore necessita di essere super raffreddato a una temperatura di – 273,1 °C, giusto una frazione di grado al di sopra dello zero assoluto. Lo strumento raggiunge la sua temperatura operativa dopo un processo di raffreddamento meccanico che si svolge all’interno di un contenitore di elio liquido.

Il calorimetro Resolve con il suo detector ripresi il 1º novembre 2019, prima di essere spediti dal Goddard Space Flighr Center della NASA alla JAXA. Credits: Larry Gilbert/NASA

Resolve aiuterà gli astronomi ad ampliare la propria conoscenza sulla composizione e sui flussi del gas estremamente caldo all’interno dei cluster (gruppi) di galassie, sui getti di particelle che sfiorano la velocità della luce spinti dai buchi neri delle galassie attive e su altri misteri cosmici.

«Siamo al lavoro per avere in orbita una fotocamera a raggi X dotata di microcalorimetro, sin dagli anni ’90» ha spiegato Johnathan McDowell del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics alla testata SpaceNews. «Ci fornirà dei dettagli senza precedenti sullo stato fisico dei gas a temperature di milioni di gradi nei cluster di galassie e nei dischi di accrescimento dei buchi neri, incluse le loro composizioni e, usando l’effetto Doppler, a quali velocità essi si muovono».

Fare centro sulla Luna

Il lander SLIM punta a far diventare il Giappone la quinta nazione a effettuare un atterraggio morbido sulla Luna. Il lancio arriva solo due settimane dopo che l’India si è guadagnata la quarta piazza, in questa speciale classifica, con l’allunaggio morbido della sonda Chandrayaan-3 e dopo che il lander russo Luna 25 si è schiantato sulla Luna dopo un’anomalia durante una manovra orbitale. Va inoltre detto che il Giappone avrebbe potuto anticipare l’India, se lo scorso aprile il lander Hakuto-R della compagnia privata nipponica Ispace, non avesse fallito l’allunaggio.

Il veicolo spaziale lunare giapponese misura 2,4 × 2,7 × 1,7 m, ha una massa a secco di 200 kg, mentre con il carico di propellenti arriva a pesare 730 kg. I suoi principali obiettivi sono la dimostrazione della tecnologia di allunaggio ad alta precisione (100 m) che possa facilitare la realizzazione di un sistema di sonde lunari e planetarie leggere per permettere lo svolgimento di un maggiore numero di missioni. Questo grazie all’impiego di un sistema propulsivo piccolo, leggero e a elevata performance e alla riduzione del peso degli elementi principali dei veicoli spaziali, come computer e sistemi per la fornitura di energia.

Una rappresentazione artistica del lander SLIM in orbita lunare. Credits: JAXA

SLIM viene soprannominato “Moon Sniper” (cecchino lunare) per il fatto che il suo sistema di navigazione basato sulla visione diretta, dovrà essere in grado di raggiungere il punto di allunaggio prescelto con estrema precisione, entro un raggio di 100 m. Il lander ha nella sua banca dati i dati osservativi raccolti dalla missione nipponica SELENE, i quali verranno comparati con le caratteristiche morfologiche della superficie lunare, durante la manovra autonoma di discesa e allunaggio. Ciò contribuirà a ridurre enormemente l’ellisse di allunaggio, ovvero della regione lunare nella quale è previsto che la sonda tocchi il terreno, la quale normalmente nelle varie missioni svolte nella storia dell’astronautica, è dell’ordine di qualche km. La navicella utilizzerà un telemetro laser, un radar per l’atterraggio, una telecamera per il tentativo di atterraggio ed è dotata di due motori principali da 500 N e da 12 propulsori da 20 N.

La particolare modalità di allunaggio di SLIM, a due step. Credits: JAXA

SLIM trasporta anche due piccole sonde denominate Lunar Excursion Vehicles (LEV) e soprannominate SORA-Q, che verranno rilasciate immediatamente prima del contatto con il suolo, per registrare il sito di allunaggio e dimostrare la capacità di esplorazione autonoma. I due LEV sono delle sfere di circa 8 cm di diametro del peso di 250 gr ciascuna; entrambe sono dotate di due telecamere e possono cambiare la propria forma per muoversi sulla superficie selenica.

Il lander è alimentato da pannelli solari sottili e leggeri ed è dotato di cinque zampe di atterraggio reclinabili, fornite di un sistema ammortizzatore in lattice di alluminio stampato in 3D. Questa soluzione permetterà l’allunaggio su di un pendio all’interno del cratere Shioli situato a 25,2° E e 13,3° S, sulla faccia visibile della Luna.

Oltre alle due sfere LEV, SLIM trasporta anche una fotocamera multibanda e una fotocamera spettroscopica per esaminare la composizione superficiale oltre a un pannello che funge da retroriflettore laser passivo.

La missione sulla superficie durerà per tutto il giorno lunare, fino all’arrivo della notte, che ne decreterà la conclusione.

È possibile scaricare il media kit di SLIM e di XRISM.

Fonti: SpaceNews; JAXA; NASA; CNN; JAXA/ISAS

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Luca Frigerio

Impiegato nel campo delle materie plastiche e da sempre appassionato di spazio, basket e birra artigianale. E' iscritto a forumastronautico.it dal Novembre 2005 e da diversi anni sfoga parte della sua passione scrivendo per astronautinews.it. E' socio dell'Associazione Italiana per l'Astronautica e lo Spazio (ISAA)