(AGENPARL) - Roma, 5 Luglio 2023 - (AGENPARL) – mer 05 luglio 2023 Approvazione da parte del MUR del progetto Space manufacturing in-situ e connessione con il progetto Small mission to Mars
Il progetto Space manufacturing in-situ recentemente approvato dal MUR con un finanziamento pari a 4 Meuro coinvolge il Distretto AeroSpaziale della Sardegna – DASS in qualità di capofila e responsabilità scientifica, l’Università di Cagliari, il Centro Italiano Ricerche Aerospaziali – CIRA, la società consortile Aerospace Laboratory for Innovative components – ALI (attualmente trasformato in Società per Azioni) e Lead Tech.
Il progetto proposto è focalizzato sullo studio di una missione interplanetaria avente come obiettivo finale il trasferimento sul suolo marziano di un macchinario per la produzione di manufatti utilizzando materie prime in situ, destinato a supportare potenziali future colonie su Marte. In particolare, durante la fase 1, la missione si pone, tra gli altri, quale obiettivo quello di massimizzare l’utilizzo di sistemi di lancio italiani ed Europei, come ad esempio il lanciatore VEGA e le sue evoluzioni.
Durante la fase 2, verrà studiato il trasferimento interplanetario. Attualmente VEGA è già in grado di trasferire masse paganti nell’ambito di missioni interplanetarie, come già dimostrato con lo sviluppo del suo quinto stadio per altri progetti e missioni Europee, ad esempio ESA Path Finder. Un trade-off tra strategie di rientro (trasferimento Hohmanniano “classico” o Aerocaputure) verrà effettuato.
La fase 3 realizzerà lo studio del sistema assieme a tutti i sottosistemi principali.
La fase 4 prevede, una volta che lo spacecraft abbia raggiunto un’orbita marziana, anche la presenza di un modulo di de-orbiting, per effettuare la manovra di entrata e di discesa sulla superfice del pianeta. In questa fase si è individuato un aspetto saliente della proposta in oggetto, ovvero l’utilizzo di una tecnologia ad ombrello dispiegabile scelta al fine di ottimizzare il volume sul lanciatore e massimizzare il peso della massa pagante. Pertanto, il sistema di rientro e landing si baserà su una tecnologia derivante dalla tecnologia proprietaria IRENE. Lo scudo termico così proposto, trattandosi di una tecnologia innovativa rispetto all’intera missione proposta, non si limiterà allo studio di sistema, ma verrà analizzato anche attraverso la realizzazione di un dimostratore di terra, che sarà testato in una opportuna galleria al plasma del CIRA simulante le condizioni di rientro marziano.
A valle della fase di rientro, la fase 5 studierà, sempre a livello di sistema, la fase di atterraggio.
La fase 6 si occuperà dello studio di sistema del rilascio del payload sulla superficie di Marte.
Infine, l’ultima fase 7, si occuperà del secondo payload di interesse, ovvero l’apparecchiatura in grado di realizzare campioni utilizzando polveri e materiali presenti direttamente su Marte. Così come per il sistema di entrata nel pianeta, trattandosi di tecnologia innovativa della proposta, verrà studiato sia a livello di sistema sia attraverso un test a terra. In particolare, verrà implementato un processo, brevettato dal DASS, in maniera automatizzata.
Il progetto Space manufacturing in-situ si inserisce naturalmente nell’ambito del progetto più ampio Small mission to Mars, già all’attenzione del Comint e dell’Agenzia Spaziale Italiana – ASI. Lo scopo di quest’ultimo, coordinato dal punto di vista tecnologico dal CIRA e con la collaborazione del DASS, che ne detiene il coordinamento scientifico, del Distretto Aerospaziale della Campania – DAC, con i relativi soci, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF, di ALI, del Politecnico di Milano, di Avio e di Telespazio è realizzare una missione, attraverso tecnologia avanzata interamente sovrana, per l’invio di una sonda sul pianeta Marte entro il 2031.
Quest’ultima è completamente progettata e realizzata in Italia. Al suo interno saranno alloggiati specifici payload scientifici e tecnologici. Un ulteriore e fondamentale elemento di “Italianità” della missione è rappresentato dal fatto che il veicolo di lancio previsto è il VEGA, il lanciatore italiano sviluppato in ambito ESA, che garantisce la concreta fattibilità di un lancio nello Spazio senza dover ricorrere a paesi terzi. L’attuale piano di sviluppo della missione, frutto del lavoro preliminare congiunto dei partner citati, prevede tempi di sviluppo di 7 anni ed un investimento 250 Milioni di euro, escluso l’acquisto del servizio completo di lancio del VEGA stimato in circa 50 Milioni.
La missione ha tre obiettivi scientifici principali conseguibili attraverso l’utilizzo di tre Payloads con le seguenti funzioni:
•produzione in situ di manufatti attraverso l’utilizzo di risorse disponibili sul suolo marziano, sulla base del brevetto internazionale di proprietà del DASS;
•mappatura ad alta risoluzione, attraverso un drone, della superficie di Marte con particolare attenzione a quei siti non accessibili ai rover e possibilmente localizzati a latitudini non investigate da precedenti missioni;
•analisi delle polveri marziane sia su di una luna del pianeta rosso (i.e. Phobos), sia sul suolo marziano ai fini dello studio (fatto ad oggi solo in linea teorica) del cosiddetto toro di Marte.
La missione utilizza una tecnologia innovativa – IRENE – di apertura e protezione termica per il rientro atmosferico le cui caratteristiche principali sono il servomeccanismo di apertura (configurazione umbrella-like) ed il materiale utilizzato per la protezione termica. È stata ideata da ALI, che ne detiene anche il brevetto internazionale, e sviluppata con il CIRA. Il suo sviluppo è stato finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA), dal Ministero Italiano per lo Sviluppo Economico (MISE).
Nel giugno 2018, presso i laboratori del CIRA sono state simulate le condizioni di rientro atmosferico del protoflight MIFE – Mini Irene Flight Experiment – il dimostratore di volo che riproduce, in scala, la geometria della capsula di rientro. Il test ha avuto una durata di circa 4 minuti e, nonostante siano state raggiunte sullo scudo termico temperature superiori a 1000 gradi, non è stato evidenziato alcun danno ai materiali. Inoltre, nel vano dove saranno allocati gli esperimenti, si sono raggiunte temperature di appena 60 gradi a dimostrazione della totale schermatura dell’innovativo scudo di protezione termica.
La caratteristica principale della missione è, oltre al massimo uso di tecnologia italiana, il contenuto investimento finanziario necessario per la sua realizzazione. Il budget stimato è infatti molto inferiore a quanto speso dalle principali agenzie spaziali per missioni similari che sono state effettuate o che sono in corso di sviluppo. In questo i proponenti si inseriscono nel solco della cosiddetta “New Space Economy” e cioè di un nuovo paradigma in cui il processo di riduzioni dei costi e di complessità delle missioni spaziali consente anche a nuovi attori imprenditoriali di realizzare progetti avanzati con ricadute tecnologiche, scientifiche e commerciali.