Il rientro di Artemis II e gli 8 minuti di fuoco

Sono partiti il 2 aprile dalla Florida su una colonna di fuoco bianco. Hanno sorvolato la faccia nascosta della Luna, battuto il record di distanza dalla Terra stabilito dall'Apollo 13 nel 1970, raggiungendo i 406.771 chilometri dal nostro pianeta. Hanno guardato la Terra sorgere da dietro il satellite come nessun essere umano faceva da oltre mezzo secolo. Ora, Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch e Jeremy Hansen, i quattro astronauti della missione Artemis II, si preparano ad affrontare quella che, tecnicamente, è la fase più pericolosa dell'intera avventura: tornare a casa. L'ammaraggio è previsto per le 02:07 italiane di sabato 11 aprile, nell'Oceano Pacifico al largo di San Diego, in California. Ma prima di toccare l'acqua, la capsula Orion, battezzata Integrity dall'equipaggio, dovrà attraversare un inferno di plasma, superare temperature che farebbero fondere la maggior parte dei metalli conosciuti e dimostrare che uno scudo termico già crepato una volta sia pronto a fare il suo dovere quando ci sono vite umane in gioco.. La fisica brutale del rientro di Artemis II. Immaginate di lanciare un oggetto di otto tonnellate contro un muro d'aria. A 40.000 chilometri orari, quasi 11 km/s: la capsula trasformerà l'aria circostante in un plasma incandescente, toccando picchi di 2.800 gradi centigradi, poco meno della metà della temperatura della superficie del Sole. La fase critica durerà circa otto minuti, in cui lo scudo termico deve reggere, la traiettoria deve essere esatta e i sistemi devono funzionare tutti insieme. Durante questo tempo, il plasma avvolge completamente la capsula, bloccando ogni comunicazione radio con la Terra per circa sei minuti. Il Mission Control di Houston perderà il segnale. Gli astronauti saranno soli, avvolti dal fuoco, in silenzio assoluto. La NASA ha calcolato che Artemis II raggiungerà una velocità massima di 10.657 metri al secondo, vicina al record stabilito da Apollo 10 nel 1969: uno dei rientri con equipaggio più veloci della storia.. Lo scudo che preoccupa: la storia dell'Avcoat. Il materiale che deve proteggere la capsula si chiama Avcoat ed è derivato dall'esperienza del programma Apollo. Due anni fa non si è comportato come previsto. Questo rivestimento è progettato per bruciare e sgretolarsi in modo controllato: durante il rientro, il calore fonde letteralmente gli strati esterni dello scudo, che evaporando portano via con sé l'energia termica, impedendo che questa penetri nell'abitacolo. L'Avcoat è stato inserito in una griglia a nido d'ape composta da oltre 300.000 celle, formando una barriera compatta di 5 metri di diametro. Il problema è che durante la missione senza equipaggio Artemis I del 2022 questo materiale non si è comportato come previsto. La capsula rientrò intatta e la temperatura interna rimase a 24°C, ma i margini di sicurezza risultarono più esigui del previsto. Non un fallimento, ma un campanello d'allarme che non poteva essere ignorato. L'indagine della NASA stabilì che il problema era la traiettoria di skip reentry usata in quel volo: Orion era stata fatta rimbalzare sull'atmosfera come un sasso sull'acqua e, nelle fasi di riscaldamento intermittente, i gas intrappolati nell'Avcoat non riuscivano a fuoriuscire, facendo esplodere il rivestimento dall'interno. Risultato: oltre 100 punti di erosione irregolare sullo scudo, frammenti persi in modo imprevedibile.. La NASA si trovò davanti a un dilemma scomodo: lo scudo di Artemis II era già assemblato, identico a quello difettoso. Non c'era tempo per riprogettarlo. La soluzione proposta era controintuitiva: invece di ridurre il carico termico, aumentarlo, ma per un tempo più breve. L'idea era che un picco termico più alto per un paio di minuti producesse meno stress sul materiale rispetto a un riscaldamento prolungato ma meno intenso. I test sembrano aver confermato questa ipotesi. Non tutti, però, sono convinti. Charlie Camarda, ex specialista di missione con tre lauree in ingegneria, ha definito la decisione «una follia», sostenendo che la NASA continua a «calciare il barattolo lungo la strada» invece di affrontare il problema alla radice. Altri esperti, dopo aver esaminato i dati, hanno invece cambiato opinione. Il disaccordo tra ingegneri di prima grandezza, con vite umane in gioco, è rimasto aperto fino al lancio.. Il rimbalzo: la geometria del ritorno di Artemis II. Per capire il rientro di Artemis II bisogna immaginare un sasso piatto lanciato sulla superficie di un lago. È la skip reentry, il rientro "a rimbalzo" che caratterizza la capsula Orion: la capsula entra nell'atmosfera, risale leggermente e poi rientra una seconda volta, riducendo lo stress sugli astronauti e migliorando la precisione della traiettoria. La decelerazione avviene in due fasi, distribuendo le forze g sul corpo degli astronauti e permettendo di mirare con maggiore precisione all'area di ammaraggio. Nella fase iniziale, Integrity effettuerà un primo «tuffo» controllato negli strati superiori dell'atmosfera. L'attrito genererà temperature vicine ai 2.760°C, ma prima che il calore possa penetrare eccessivamente nella struttura, la capsula sfrutterà la portanza generata dalla sua inclinazione per risalire brevemente. Poi il secondo ingresso, definitivo, verso l'oceano. Tuttavia, proprio a causa dei problemi di Artemis I, la NASA ha modificato il profilo di volo progettando una traiettoria definita "loft": un ingresso nell'atmosfera con un angolo più ripido e diretto, che accorcia la distanza percorsa nell'atmosfera e limita il tempo nel range termico critico. Meno rimbalzo, più discesa diretta. Un compromesso tra la necessità di proteggere gli astronauti dalla decelerazione e quella di non cuocere lo scudo dall'interno.. I paracadute, l'oceano, i soccorsi. Se lo scudo regge, la sequenza finale è quasi elegante nella sua meccanica. Superata la fase di riscaldamento, a circa 7.500 metri di quota si apriranno due paracadute frenanti. Poi tre paracadute principali, 35 metri di diametro ciascuno, rallenteranno Orion da 750 a circa 27 km/h per l'ammaraggio. Cinque airbag arancioni si gonfieranno per tenere la capsula dritta. Una nave anfibia della Marina americana sarà lì ad aspettarli, con squadre navali specializzate pronte a intervenire immediatamente dopo l'impatto con l'acqua. . Perché questa notte conta davvero. La missione di Artemis II non è andata sulla Luna. Gli astronauti non hanno lasciato impronte sul suolo lunare. Eppure questa missione è, in un senso preciso, il test che decide tutto quello che verrà dopo: se il rientro dell'11 aprile si completa con successo, Artemis II non solo avrà riportato quattro persone dall'ambiente lunare, avrà validato che lo scudo termico ridisegnato funziona nelle condizioni più estreme mai affrontate da una capsula moderna. Quella conferma è l'ultimo anello tecnico prima che la NASA possa autorizzare l'allunaggio di Artemis IV, previsto non prima del 2028. Stanotte, mentre la maggior parte di noi dormirà, quattro esseri umani attraverseranno un muro di plasma a 40.000 chilometri orari. Portano con sé migliaia di fotografie della Luna, dati scientifici preziosi, un record di distanza dalla Terra che resisteva dal 1970. E uno scudo che, questa volta, deve tenere..