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Chandrayaan-3

missione esplorativa lunare indiana

Chandrayaan-3 è una sonda lunare indiana lanciata il 14 luglio 2023 alle 09:05 UTC (14:30 locali) il cui obiettivo era raccogliere dati scientifici sulla Luna. È allunata con successo il 23 agosto 2023, alle ore 12.32 UTC, rendendo l'India il quarto paese al mondo ad aver effettuato un allunaggio morbido con una sonda spaziale, dopo Unione Sovietica, Stati Uniti e Cina.[2] Con un peso di 3,9 tonnellate, la missione includeva un lander e un piccolo rover mentre come orbiter è stato utilizzato quello della missione precedente.[3][4] La sonda è una copia di Chandrayaan-2 lanciata nel luglio 2019 ma che si è schiantata sulla superficie della Luna in seguito a un guasto al software.[5]

Chandrayaan-3
Emblema missione
Immagine del veicolo
Dati della missione
OperatoreIndian Space Research Organisation
NSSDC ID2023-098A
SCN57320
DestinazioneLuna
VettoreLaunch Vehicle Mark-III
Lancio14 luglio 2023 (9:05:17 UTC)[1]
Luogo lancioSatish Dhawan Space Centre
AllunaggioPolo sud lunare
Atterraggio23 agosto 2023 (12:32 UTC)
Sito atterraggio69.36°S 32.34°E
Durata1 giorno lunare (prevista)
Proprietà del veicolo spaziale
Potenza750 watt (lander)
50 watt (rover)
Massa3900 kg
CostruttoreIndian Space Research Organisation (ISRO)
Sito ufficiale
Programma Chandrayaan
Missione precedenteMissione successiva
Chandrayaan-2 Lunar Polar Exploration Mission

La sonda spaziale è allunata non lontano dal polo sud della Luna, dove il rover e il lander hanno eseguito varie misurazioni utilizzando i loro strumenti[6]. Si tratta della prima missione in assoluto ad atterrare nei pressi del polo sud della Luna.[7] La durata nominale della missione sul suolo lunare è stata di 14 giorni terrestri, pari a un giorno lunare.[8][9]

Caratteristiche tecniche modifica

Chandrayaan-3 prevede un modulo propulsivo di 2.148 kg, il lander (Vikram) di 1.752 kg che comprende il rover (Pragyan) di 26 kg, per un totale di carico utile di 3.900 kg. La struttura era dotata un rivestimento termico in (Multi-layer insulation) MLI.[10][11]

Carico utile e strumentazione modifica

Chandrayaan-3 prevede al suo interno le seguente strumentazioni:

Vikram (lander) modifica

  • RAMBHA (Radio Anatomy of Moon Bound Hypersensitive ionosphere and Atmosphere): per misurare la densità del plasma (ioni ed elettroni) in prossimità della superficie e le sue variazioni nel tempo.
  • ChaSTE (Chandra’s Surface Thermo physical Experiment): per effettuare misurazioni delle proprietà termiche della superficie lunare vicino alla regione polare.
  • ILSA (Instrument for Lunar Seismic Activity): per misurare la sismicità attorno al sito di atterraggio e delineare la struttura della crosta e del mantello lunare.
  • LRA (Laser Retroreflector Array): strumento per il moto lunare.

Pragyan (rover) modifica

  • LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscope): spettroscopio per determinare quali elementi (Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Fe) compongono il suolo e le rocce intorno alla zona di atterraggio.
  • APXS (Alpha Particle X-ray Spectrometer): spettroscopio ai raggi x per derivare la composizione chimica e inferire la composizione mineralogica della superficie lunare

Modulo propulsione modifica

  • SHAPE (Spectro-polarimetry of Habitable Planet Earth): eseguirà misure spectrali and polarimetriche della Terra dall'orbita lunare nel vicino infrarosso (NIR, nel range 1-1.7 µm).[12]

Svolgimento della missione modifica

 
Il lander Vikram sulla superficie lunare, fotografato dal rover Pragyan
 
Il rover Pragyan mentre scende in superficie dalla rampa del lander Vikram.

Data la massa di Chandrayaan-3, il lanciatore LVM3 non ha la capacità di inserire la sonda spaziale direttamente su una traiettoria che la porti vicino alla Luna, di conseguenza la sonda spaziale è stata inizialmente posta in un'orbita di parcheggio attorno alla Terra con apsidi di 170 x 36.500 chilometri e un'inclinazione orbitale di 21,3°. In seguito l'orbita è stata gradualmente aumentata utilizzando ripetutamente i motori a razzo per inserirla in una traiettoria di inserzione lunare. Il 5 agosto, 17 giorni dopo il decollo, la sonda spaziale si è inserita in un'orbita lunare alta. Questa è stata gradualmente abbassata nelle successive settimane. Il 17 agosto il lander Vikram si è separato dal modulo madre e nei giorni successivi è stato posto in un'orbita circolare di 100 x 100 chilometri,[13] preparandosi per l'allunaggio, previsto per il 23 agosto.[14][15]

Alla data prestabilita il lander Vikram è allunato con successo e il 25 agosto il rover Pragyan è uscito dal lander iniziando la sua missione scientifica esplorativa, della durata di due settimane. Il primo video diffuso dalla ISRO mostra il rover che scende dalla rampa del lander, mentre in un video del 30 agosto viene mostrata un'immagine del lander ripresa dallo stesso rover.[16]

Il 3 settembre, il rover è stato messo in modalità stand-by dopo aver completato tutti i suoi compiti. Le sue batterie erano state caricate caricate e il ricevitore è stato lasciato acceso, in preparazione all'imminente arrivo della notte lunare.[17] Si prevedeva che il lander e il rover di Chandrayaan-3 funzionassero solo durante il giorno lunare, o 14 giorni terrestri, e che l'elettronica di bordo non era progettata per resistere alle temperature notturne di -120 °C sulla Luna.[18] Se lander e rover fossero sopravvissuti alla notte lunare, la missione sarebbe stata estesa per ulteriori operazioni scientifiche.

Il 22 settembre sono iniziati i tentativi per comunicare con il lander e il rover, rimasti nella fredda notte lunare (-250 °C) per oltre due settimane, senza successo.[19] Con l'inizio di un nuovo tramonto lunare a fine settembre, le speranze di riuscire a contattare lander e rover per una missione estesa sono andate perse,[20] la missione, come da programma, è terminata dopo un giorno lunare.[21] A differenza di precedenti missioni come quelle statunitensi, sovietiche e cinesi, sia il lander Vikram che il rover Pragyan erano sprovvisti di unità riscaldanti a radioisotopi (RHU), che tramite decadimento radioattivo consentono di riscaldare gli strumenti durante la lunga notte lunare.[22]

Con una serie di manovre iniziate il 9 ottobre il modulo di propulsione è stato fatto rientrare in orbita terrestre alta, dove è giunto il 22 novembre. La manovra è stata eseguita per dimostrare la fattibilità di future missioni di ritorno del campione dalla Luna.[23]

Traiettorie di Chandrayaan-3
 
Attorno alla Terra
 
Attorno alla Luna
   Chandrayaan-3 ·    Terra ·    Luna

Dettagli orbitali modifica

Di seguito sono riportati i dettagli orbitali e del volo dello spacecraft.

Dettaglio del volo[24]
Manovre in
orbita terrestre 		Data Apogeo Perigeo Descrizione Esito
1 15 luglio 2023 41.762 km 173 km Prima manovra di inserzione in orbita terrestre Riuscito
2 17 luglio 2023 41.603 km 226 km Seconda manovra di inserzione in orbita terrestre Riuscito
3 22 luglio 2023 71.351 km 233 km Quarta manovra di inserzione in orbita terrestre prima dell'inserzione in orbita lunare Riuscito
4 25 luglio 2023 127.603 km 236 km Orbita finale per il trasferimento in orbita cislunare con raggiungimento del bordo della sfera di Hill della Terra Riuscito
Manovre in
orbita lunare 		Data Apolunio Perilunio Descrizione Esito
5 1 agosto 2023 369.328 km 288 km Prima manovra di inserzione in orbita terrestre-lunare Riuscito
6 5 agosto 2023 18.074 km 164 km Inserimento in orbita cisulunare con prima orbita lunare Riuscito
7 6 agosto 2023 4.313 km 170 km Riduzione dell'orbita in avvicinamento alla Luna Riuscito
8 9 agosto 2023 1.437 km 174 km Seconda riduzione dell'orbita con aumento della velocità per avvicinamento alla sfera di Hill della Luna Riuscito
9 14 agosto 2023 177 km 153 km Manovra di avvicinamento al suolo lunare e preparazione alla separazione dello stadio Riuscito
11 16 agosto 2023 163 km 153 km Separazione del modulo lunare con accensione del propulsore Riuscito
Manovre di deorbita Data Apolunio Perilunio Descrizione Esito
12 19 agosto 2023 113 km 157 km Seconda accensione del propulsore con inizio manovre di deorbita Riuscito
13 20 agosto 2023 25 km 134 km Ultima fase di avvicinamento pre-allunaggio Riuscito
Allunaggio Data Orario (UTC) Coordinate Descrizione Esito
14 23 agosto 2023 12:32 69.36°S
32.34°E		 Allunaggio riuscito tra il cratere Manzini e il cratere Simpelius Riuscito

Risultati scientifici modifica

Temperatura modifica

L'ISRO ha diffuso i dati delle osservazioni effettuate dal ChaSTE (Chandra's Surface Thermophysical Experiment), uno dei quattro strumenti presenti sul modulo lander, progettato per studiare la conduttività termica della superficie della Luna e misurare le differenze di temperatura in diversi punti sopra e sotto la superficie, con l'obiettivo di creare un profilo termico della Luna.

Lo scienziato dell'ISRO BH Darukesha ha affermato che la temperatura massima rilevata di 70 °C in alcuni punti della superficie "non era prevista".[25]

Rilevamento dello zolfo modifica

Il 29 agosto, l'ISRO ha riferito che lo strumento LIBS (Laser-Induced Breaky Spectroscope) a bordo del rover Pragyan ha confermato "in modo inequivocabile" la presenza di zolfo nella superficie lunare vicino al polo sud, attraverso "le prime misurazioni in situ". La presenza di zolfo sulla Luna era già nota poiché rilevata nei campioni riportati dalle missioni Apollo, ma è stata rilevata per la prima volta dal rover al polo sud.[26]

Oltre allo zolfo, il rover ha rilevato anche altri elementi tra cui alluminio (Al), calcio (Ca), ferro (Fe), cromo (Cr), titanio (Ti), manganese (Mn), silicio (Si) e ossigeno (O).[27]. L'agenzia ha affermato che sta cercando anche l'idrogeno (H).[28]

Plasma modifica

Il 31 agosto, l'ISRO ha riportato i dati sulla densità del plasma misurata dallo strumento RAMBHA a bordo del lander Vikram. Le misurazioni nelle prime fasi del giorno lunare riportano densità di plasma relativamente basse sulla superficie, variabili da 5 a 30 milioni di elettroni per m3. L'obiettivo della sonda mira a esplorare i cambiamenti del plasma vicino alla superficie durante tutta la durata del giorno lunare.[29]

Misure sismiche modifica

L'ISRO ha anche divulgato i dati dello strumento ILSA a bordo del lander, fornendo misurazioni delle vibrazioni del movimento del rover il 25 agosto e di un presunto evento naturale il 26 agosto. La causa di quest'ultimo evento è oggetto di indagine,[30] ma si sospetta che si tratti di un terremoto lunare.[28]

Note modifica

  1. ^ (EN) India tries for successful Moon mission with second lander launch, su spaceflightnow.com, 14 luglio 2023.
  2. ^ (EN) Chandrayaan-3: India becomes fourth country to land on the moon, su spacenews.com, 7 marzo 2023.
  3. ^ (EN) ISRO's missions to moon, sun likely to take place in July, su hindustantimes.com, 7 marzo 2023.
  4. ^ (EN) India launches historic Chandrayaan-3 mission to land spacecraft on the moon, su edition.cnn.com.
  5. ^ (EN) How did Chandrayaan 2 fail? ISRO finally has the answer, su theweek.in, 16 novembre 2019.
  6. ^ (EN) Geeta Pandey, Chandrayaan-3: Historic India Moon mission sends new photos of lunar surface, su BBC news, 7 agosto 2023.
  7. ^ L'India arriva per prima sul polo sud della Luna, su agi.it, 23 agosto 2023.
  8. ^ (EN) Chandrayaan-3 launch on July 14, lunar landing on August 23 or 24, su thehindu.com.
  9. ^ redazione, chandrayaan-3 confermata, in Cosmo n.1 novembre 2019.
  10. ^ (EN) LVM3-M4/CHANDRAYAAN-3 MOON MISSION (PDF), su isro.gov.in.
  11. ^ (EN) ISRO releases new pictures of Chandrayaan-3, su theweek.in.
  12. ^ (EN) Chandrayaan-3 detail, su isro.gov.in.
  13. ^ (EN) Justin Davenport, Chandrayaan-3 lunar landing mission launches from India, su nasaspaceflight.com, 13 luglio 2023.
  14. ^ (EN) Chandrayan-3 lifts off on mission to the moon, su scroll.in, 14 luglio 2023.
  15. ^ (EN) Thanks for the ride, mate!’: Chandrayaan-3 lander separates from propulsion module in preparation for landing, su indianexpress.com, 17 agosto 2023.
  16. ^ Le prime immagini della sonda indiana in viaggio verso il Sole, su rainews.it.
  17. ^ (EN) Arpan Chaturvedi, Mission accomplished, India puts moon rover to 'sleep', Reuters, 3 settembre 2023.
  18. ^ India's moon rover completes its walk, scientists analysing data looking for signs of frozen water sito=The Economic Times, 3 settembre 2023, ISSN 0013-0389 (WC · ACNP).
  19. ^ Chandrayaan-3 LIVE Updates: Will Vikram lander, Pragyan rover wake up as ISRO to try reactivation today, su livemint.com.
  20. ^ Chandrayaan-3 goes dark again? Former ISRO chief says ‘no hope of reviving’ Vikram lander & Pragyan rover, su indianexpress.com, 8 ottobre 2023.
  21. ^ Chandrayaan -3_ Lander Rover an amazing hope virtually over as Sun set in Lunar landscape, su princeimam41.medium.com, 5 ottobre.
  22. ^ India's Chandrayaan-3 robotic moon explorers don't have heaters. Can they survive the frigid lunar night?, su space.com, 10 settembre 2023.
  23. ^ Returns to home Earth: Chandrayaan-3 Propulsion Module moved from Lunar orbit to Earth's orbit, su isro.gov.in, 6 dicembre 2023.
  24. ^ (EN) LVM3-M4-Chandrayaan-3 Mission, su isro.gov.in, 23 agosto 2023.
  25. ^ (EN) 70-degree Celsius moon surface temperature was not expected: Scientists, su Hindustan Times, 27 agosto 2023.
  26. ^ (EN) India's moon rover confirms sulfur and detects several other elements near the lunar south pole, su AP News, 29 agosto 2023.
  27. ^ (EN) Chandrayaan-3 rover confirms presence of sulphur in lunar surface, search for Hydrogen underway: ISRO, su telegraphindia.com.
  28. ^ a b (EN) T. V. Padma, India's Moon mission: four things Chandrayaan-3 has taught scientists, in Nature, vol. 621, n. 7979, 8 settembre 2023, p. 456, DOI:10.1038/d41586-023-02852-7.
  29. ^ RAMBHA-LP on-board Chandrayaan-3 measures near-surface plasma content, su isro.gov.in.
  30. ^ ILSA listens to the movements around the landing site, su isro.gov.in.

Voci correlate modifica

Altri progetti modifica

Collegamenti esterni modifica

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