Non sarà semplice per la NASA acquisire servizi commerciali per sostenere l’esplorazione di Marte.

La vasta distanza tra Terra e Pianeta Rosso rappresenta una sfida significativa, così come i problemi di radiazione e termici che le navette spaziali dovranno affrontare durante il viaggio. Tuttavia, la prospettiva di sfruttare l’innovazione commerciale per ridurre i costi dello studio di Marte è troppo allettante per essere trascurata.

“Non mi sto qui a dire, ‘Sappiamo come fare servizi commerciali a Marte,’” ha affermato Steve Matousek, responsabile dell’ufficio studi avanzati del Programma di esplorazione di Marte del Jet Propulsion Laboratory, durante il Small Satellite Conference a Logan, in Utah, ad agosto. “È per questo che abbiamo questi incontri, per capire come farlo.”

Secondo una proposta che il Programma di esplorazione di Marte sta sviluppando, la NASA fungerebbe da affittuario principale, acquistando servizi di imaging, trasporto e comunicazione commerciali per supportare le missioni scientifiche. Le aziende che collaborano con la NASA potrebbero vendere servizi simili ad altre agenzie governative statunitensi e internazionali, oltre a clienti commerciali.

Attraverso l’acquisto di servizi commerciali, la NASA desidera consentire che “più ricerca venga svolta su Marte,” ha dichiarato Nathan Barba, ingegnere capo dei sistemi presso l’ufficio studi avanzati del Programma di esplorazione di Marte del JPL. “Le missioni potrebbero essere più piccole, ma non saranno dimostrazioni tecnologiche. Le missioni future stanno per condurre ricerche di classe decennale.”

Investimenti tecnologiciLa NASA acquista posti per il trasporto verso la Stazione Spaziale Internazionale per equipaggi e carichi, così come trasporti per la Luna attraverso il programma Commercial Lunar Payload Services (CLPS). Il Programma di esplorazione di Marte sta incontrando le persone che sovrintendono a tali programmi per identificare le lezioni apprese e determinare come acquistare servizi commerciali “per Marte, e direi anche per lo spazio profondo,” ha detto Matousek.

La NASA non ha ancora abbracciato formalmente l’idea di ricorrere ai servizi commerciali per sostenere le missioni su Marte. Il concetto, attualmente esplorato tramite studi di fattibilità, potrebbe essere realizzato negli anni ’30 e ’40, se mai sarà.

Tuttavia, la NASA è incoraggiata dall’entusiasmo del settore privato per le missioni su Marte e per l’attività spaziale commerciale in generale. Per stimolare le missioni commerciali su Marte, la NASA condividerà l’expertise acquisita in decenni di esplorazione. Inoltre, l’agenzia spaziale investirà nella tecnologia per Marte “per piantare i semi per il futuro,” ha affermato Matousek. “Stiamo pianificando un sostanziale incremento in quest’area tecnologica a partire dal prossimo anno. Questo include l’ingresso, la discesa e l’atterraggio, la mobilità aerea e superficiale, strumenti e scienza delle reti.”

Frutti a portata di manoLa strategia bozza della NASA per l’esplorazione robotica a lungo termine di Marte, “Esplorare Marte Insieme,” prevede “accesso frequente a Marte, inviando una, due o più cose ogni volta che ne avremo l’opportunità,” ha affermato Matousek. Poiché i budget della NASA non sono destinati ad aumentare, lanciare missioni ogni paio d’anni implica capire come “ridurre sostanzialmente il costo delle missioni,” ha aggiunto.

Il documento strategico cita la necessità di aggiornare i servizi di comunicazione, imaging, meteorologia e trasporto su cui tutte le missioni su Marte fanno affidamento e afferma: “Considerare attivamente opportunità per acquistare servizi commerciali per affrontare l’infrastruttura.”

Il titolo “Esplorare Marte Insieme” non significa semplicemente che la NASA esplorerà Marte insieme all’industria, ha detto Barba durante una tavola rotonda di SmallSat. “Significa esplorare Marte con i nostri partner internazionali, con nuovi partecipanti, nuovi scienziati, nuovi ingegneri e persone già affermate. E capire come possiamo unirci tutti e fare qualcosa di grandioso.”

A maggio, la NASA ha assegnato contratti a nove aziende per esplorare la fattibilità del trasporto di carichi e la fornitura di servizi dall’orbita di Marte. Nessuno degli studi prevede lander.

“Abbiamo iniziato questi studi con i frutti a portata di mano perché andare sulla superficie di Marte è molto impegnativo,” ha detto Ryan Woolley, ingegnere di design delle missioni al JPL. “Pochissimi ci sono riusciti. Non è qualcosa che sia commercialmente disponibile.”

Al contrario, raggiungere l’orbita di Marte “può somigliare ad andare sulla Luna,” ha affermato Woolley. “Stiamo chiedendo alle aziende di apportare modifiche, si spera, minime ai prodotti attuali che consentiranno loro di portarlo su Marte. Scopriranno quali tecnologie necessitano: maggiore potenza, maggiore propulsione, schermature, ecc.”

Sotto i contratti di studio, Firefly Aerospace, Impulse Space e Lockheed Martin hanno esaminato l’hosting o la consegna di piccoli carichi all’orbita di Marte. Astrobotic, Blue Origin e United Launch Alliance hanno esplorato l’hosting e la consegna di carichi più grandi. Albedo Space, Astrobotic e Redwire hanno considerato i servizi di imaging. Blue Origin, Lockheed Martin e SpaceX hanno esaminato il relay delle comunicazioni.

La NASA prevede di iniziare a condividere i risultati principali degli studi questo autunno.

Aggiornamento dell’infrastrutturaUn obiettivo importante per il Programma di esplorazione di Marte è ottenere aiuto commerciale per aggiornare le infrastrutture obsolete intorno a Marte. La fotocamera HiRISE del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, ad esempio, sta inviando immagini dal 2006.

“Come continueremo a fornire quelle splendide immagini ad alta risoluzione di Marte a cui ci siamo abituati e di cui facciamo affidamento?” ha chiesto Matousek.

Le future missioni su Marte richiederanno anche migliori servizi di comunicazione, navigazione e rilascio di dati.

“Quasi tutte le missioni scientifiche ed esplorative di cui parliamo hanno qualche avanzamento necessario in quest’area: grandi volumi di dati, maggiore copertura sulla superficie,” ha affermato Matousek. “Dobbiamo studiare questo per vedere cosa ci riserva il futuro.”

Trovare postiIl trasporto verso Marte è un’altra priorità per le aziende che puntano su Marte.

“La sfida principale per questi servizi commerciali è semplicemente l’accesso ripetuto, l’accesso regolare, l’accesso on-demand e un accesso economicamente sostenibile” a Marte, ha affermato Al Tadros, direttore tecnico di Redwire.

A parte i contratti di studio della NASA, Relativity Space e Impulse pianificano di inviare un veicolo spaziale robotico commerciale su Marte nel 2028. Un lander di Impulse è programmato per volare sul razzo Terran R a media capacità di Relativity.

“Questo è il primo passo di Relativity per mettere i nostri soldi dove sono le nostre parole,” ha affermato Paul Rishel, manager senior delle missioni di Relativity. “Stiamo impegnando le nostre risorse interne per dimostrare effettivamente la capacità di mettere piccoli carichi in orbita marziana e atterrare un carico effettivo sulla superficie marziana utilizzando risorse commerciali.”

Un trasporto affidabile verso Marte richiederà “al minimo due veicoli di media-pesantezza forniti da aziende commerciali in rapida espansione che aumentano il numero di opportunità a disposizione mentre diminuiscono il costo per chilogrammo per il carico portato in quelle orbite,” ha affermato Rishel.

Concetto artistico del veicolo spaziale da crociera di Impulse Space e del lander di Marte in avvicinamento al Pianeta Rosso.

Blue Origin, nel frattempo, si sta preparando a inviare la missione satellitare Escapade della NASA nell’orbita marziana a ottobre sul volo inaugurale del suo razzo pesante New Glenn.

Tommy Sanford, direttore vendite civili di Blue Origin, ha elogiato il Programma di esplorazione di Marte per tener conto delle lezioni delle attuali partnership pubblico-private e delle campagne di servizi commerciali.

Come direttore esecutivo della Commercial Spaceflight Federation dal 2014 al 2020, Sanford ha visto la crescente popolarità dei contratti di servizi commerciali.

Guardando al futuro, “la chiave è assicurarsi che quando la pendolo tornerà indietro, e sicuramente lo farà, non lo lasciate tornare del tutto indietro, dove la gente penserà che non ci dovrebbero essere programmi commerciali e che tutto dovrebbe tornare a essere programmi tradizionali,” ha detto Sanford.

Impulse prevede di produrre veicoli per trasportare carichi attraverso l’orbita terrestre bassa e geostazionaria, verso lo spazio cislunare e Marte.

“Non vediamo l’ora di vedere cosa produrrà il Programma di esplorazione di Marte per promuovere ulteriormente la commercializzazione del trasporto verso Marte,” ha dichiarato Aaron Mitchell, direttore prodotti di Impulse.

Scoperta di clientiI contratti per servizi governativi sono uno strumento utile per aiutare le aziende a identificare nuovi clienti per i servizi spaziali, ha affermato Eric Salwan, co-fondatore e direttore dello sviluppo commerciale di Firefly.

Firefly si sta preparando a inviare un lander sulla Luna entro la fine dell’anno sotto un contratto CLPS. Senza CLPS, Firefly non avrebbe costruito un lander lunare, perché l’azienda non sarebbe stata in grado di dimostrare la sostenibilità commerciale. Avere la NASA come cliente principale ha consentito a Firefly di attrarre ulteriori clienti commerciali e governativi.

Uno scenario simile potrebbe avvenire per Marte. “Marte è molto più difficile della Luna, senza dubbio, soprattutto quando si parla di raggiungere la superficie,” ha detto Salwan. “Una volta che abbatteremo i costi e aumenteremo la capacità di realizzare queste missioni, le nazioni sovrane vorranno i propri programmi marziani.”

Proposta per servizi commercialiObiettivoRidurre i costi e aumentare la frequenza dell’esplorazione di Marte acquistando servizi commerciali per trasporto, immagini e comunicazione.
Principali sfideDistanza: Marte è a circa 225 milioni di chilometri (140 milioni di miglia) dalla Terra, rendendo difficile comunicazione e viaggio.
Radiazione e temperatura: le navette spaziali devono sopportare radiazioni estreme e fluttuazioni di temperatura nel viaggio da e verso Marte.

Strategia attualeSotto l’iniziativa “Esplorare Marte Insieme,” la NASA prevede di ampliare il lavoro con l’industria e i partner internazionali.

Approccio commercialeUna proposta in fase di esplorazione prevede che la NASA agisca come affittuario principale, acquistando servizi da aziende commerciali, che venderebbero servizi simili ad altri clienti pubblici e privati.

Contratti assegnatiNel maggio 2023, la NASA ha assegnato contratti a nove aziende per esplorare servizi come il trasporto di carichi e le comunicazioni dall’orbita di Marte.

Aziende coinvolteFirefly Aerospace, Impulse Space, Lockheed Martin, Astrobotic, Blue Origin, United Launch Alliance, Albedo Space, Redwire e SpaceX.

Obiettivi futuriStabilire un accesso regolare e accessibile all’orbita e alla superficie di Marte, aggiornare l’infrastruttura marziana obsoleta e abilitare più missioni scientifiche attraverso partnership pubblico-private.

Questo articolo è apparso per la prima volta nel numero di settembre 2024 di SpaceNews Magazine.