Dai primi esperimenti con i razzi nel 1936 ai droni progettati per esplorare Marte e la Luna. A 90 anni dalle sperimentazioni che ne segnarono la nascita, il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA prepara una nuova generazione di sistemi robotici destinati a operare su altri corpi celesti. Tra le tecnologie NASA JPL in sviluppo figurano elicotteri marziani, piattaforme lunari a propulsione e costellazioni di piccoli satelliti, soluzioni che potrebbero ampliare le capacità delle future missioni spaziali.
Il 31 ottobre 1936, un gruppo di studenti e appassionati del California Institute of Technology (Caltech) effettuò le prime sperimentazioni missilistiche nell’area di Arroyo Seco, a Pasadena. Da quelle attività nacque il percorso che avrebbe portato alla costituzione del JPL, oggi gestito dal Caltech per conto della NASA.
L’anniversario, che ricorre il 31 ottobre 2026, offre l’occasione per osservare come il laboratorio abbia progressivamente trasformato le proprie competenze nella propulsione e nell’esplorazione robotica. Secondo quanto illustrato dalla NASA nel comunicato dedicato ai 90 anni del JPL, i programmi in preparazione spaziano dalla mobilità extraterrestre allo studio dell’attività solare, fino alla sorveglianza degli asteroidi potenzialmente pericolosi per la Terra.
La prospettiva tecnologica è particolarmente significativa: alcune delle missioni future prevedono piattaforme volanti extraterrestri e architetture satellitari distribuite, capaci di integrare le osservazioni effettuate da rover, sonde orbitali e strumenti tradizionali.
Tecnologie NASA JPL: SkyFall e MoonFall per esplorare Marte e Luna
Tra i programmi che meglio rappresentano questa evoluzione figura SkyFall, missione gestita dal JPL con un obiettivo di lancio nel 2028. Il progetto prevede il rilascio di tre elicotteri durante la discesa verso Marte, destinati a mappare depositi di ghiaccio nascosti e analizzare le condizioni meteorologiche del pianeta.
L’impiego di più velivoli introduce una prospettiva diversa nell’esplorazione marziana. La possibilità di effettuare osservazioni da piattaforme aeree consentirebbe di integrare le informazioni raccolte dagli strumenti orbitali e dai rover, raggiungendo aree che possono risultare difficilmente accessibili ai mezzi terrestri.
SkyFall si inserisce nel percorso tecnologico avviato con Ingenuity, il primo elicottero ad aver effettuato un volo controllato e motorizzato su un altro pianeta. Quell’esperienza ha dimostrato la fattibilità del volo nell’atmosfera estremamente rarefatta di Marte, aprendo la strada allo sviluppo di nuove piattaforme robotiche.
Una direzione analoga, ma adattata alle condizioni dell’ambiente lunare, caratterizza MoonFall, programma che il JPL sta sviluppando a supporto della futura base lunare della NASA. La missione prevede l’atterraggio di un gruppo di grandi droni a propulsione presso il polo sud della Luna, con un obiettivo temporale indicato nel 2028.
A differenza degli elicotteri marziani, i sistemi destinati alla Luna devono operare in assenza di un’atmosfera significativa. Il ricorso alla propulsione rappresenta quindi una necessità tecnica, oltre che una soluzione per consentire spostamenti in un ambiente caratterizzato da condizioni operative particolarmente complesse.
La scelta del polo sud lunare assume inoltre rilevanza per le future attività di esplorazione, considerate le caratteristiche del territorio e l’interesse per le risorse presenti nelle regioni polari.
Nel loro insieme, SkyFall e MoonFall evidenziano una tendenza tecnologica: il progressivo ampliamento delle modalità di mobilità robotica oltre la Terra. Non soltanto veicoli capaci di percorrere una superficie, ma sistemi progettati per muoversi nello spazio sovrastante e osservare il territorio da prospettive differenti.
Per le future missioni, queste capacità potrebbero contribuire a migliorare la ricognizione ambientale e la selezione delle aree di interesse scientifico e operativo.
Dai piccoli satelliti ai sensori avanzati: le tecnologie per osservare lo spazio
L’innovazione sviluppata dal JPL non riguarda esclusivamente la mobilità extraterrestre. Un altro ambito significativo è rappresentato dalle architetture satellitari distribuite, nelle quali più veicoli cooperano per realizzare osservazioni che richiederebbero altrimenti strumenti di grandi dimensioni.
È il caso di SunRISE (Sun Radio Interferometer Space Experiment), missione il cui lancio è previsto nel 2027.
Il programma utilizzerà sei piccoli satelliti, ciascuno di dimensioni paragonabili a quelle di un forno tostapane, che voleranno in formazione per costituire un sistema di osservazione radio con un’apertura equivalente estesa per diverse miglia.
L’obiettivo è studiare l’attività del Sole attraverso una configurazione interferometrica, nella quale le osservazioni effettuate da più strumenti vengono combinate per ottenere informazioni non accessibili a un singolo satellite di dimensioni analoghe.
Le conoscenze prodotte potranno contribuire alla comprensione dei fenomeni solari e dei loro effetti sull’ambiente spaziale, un aspetto rilevante anche per la sicurezza delle future missioni con equipaggio.
Accanto a SunRISE, il laboratorio gestisce NEO Surveyor (Near-Earth Object Surveyor), missione dedicata all’individuazione di asteroidi e altri oggetti vicini alla Terra potenzialmente pericolosi.
Il sistema è progettato per identificare corpi celesti che possono sfuggire alle osservazioni di altri telescopi. Le informazioni raccolte permetteranno alla NASA di valutare eventuali minacce e contribuire alla pianificazione delle risposte necessarie.
La capacità di individuare oggetti difficili da osservare rappresenta una componente essenziale della difesa planetaria. In questo ambito, l’innovazione tecnologica non si misura soltanto attraverso la sensibilità degli strumenti, ma anche nella possibilità di trasformare i dati raccolti in informazioni utilizzabili per valutare i rischi.
Un ulteriore settore di sviluppo riguarda i sensori per l’osservazione terrestre e l’astrofisica.
Il JPL partecipa a programmi che studiano il movimento delle masse d’acqua attraverso variazioni del campo gravitazionale, la formazione delle tempeste tropicali e gli effetti delle diverse forme di inquinamento atmosferico sulla salute umana.
Tra le missioni già sviluppate figura NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar), realizzata con l’Indian Space Research Organisation (ISRO), che utilizza osservazioni radar per misurare i cambiamenti della superficie terrestre, anche in relazione ai fenomeni naturali.
Sul versante della sensoristica, gli strumenti AVIRIS (Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer) dimostrano come le tecnologie di osservazione possano trovare applicazione anche nell’identificazione di materiali di interesse economico e industriale, comprese le terre rare.
Il laboratorio Microdevices Laboratory del JPL, coinvolto nello sviluppo dei sensori AVIRIS, lavora inoltre ai rivelatori destinati a PRIMA (PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics), missione NASA dedicata allo studio dell’universo attraverso la radiazione nel lontano infrarosso.
Questi programmi mostrano come miniaturizzazione, sensibilità dei rivelatori e integrazione dei sistemi costituiscano direttrici tecnologiche trasversali, applicabili a missioni con obiettivi scientifici molto differenti.
La capacità del JPL di sviluppare strumenti destinati a contesti operativi differenti si inserisce in una continuità tecnologica che attraversa quasi nove decenni di esplorazione spaziale.
Nel 1958, il laboratorio contribuì al lancio di Explorer 1, primo satellite degli Stati Uniti. La missione rappresentò anche un passaggio fondamentale per la ricerca scientifica spaziale grazie a un contatore Geiger, le cui misurazioni contribuirono alla scoperta delle fasce di radiazione che circondano la Terra, successivamente note come fasce di Van Allen.
Nel 1964, con Ranger 7, il JPL realizzò il primo successo statunitense di una missione lunare capace di trasmettere immagini ravvicinate della superficie prima dell’impatto.
Nei decenni successivi, il laboratorio ha contribuito allo sviluppo di sonde interplanetarie, telescopi e rover marziani, estendendo progressivamente le capacità operative delle missioni robotiche.
Tra i programmi più rappresentativi figurano le sonde Voyager, lanciate nel 1977 e ancora impegnate nell’esplorazione dello spazio interstellare.
Il 18 novembre 2026, Voyager 1 raggiungerà una distanza dalla Terra equivalente a quella percorsa dalla luce in un giorno, circa 26 miliardi di chilometri, secondo quanto comunicato dal laboratorio.
La prosecuzione delle comunicazioni con una sonda così distante è resa possibile dalla Deep Space Network, la rete di antenne per le comunicazioni interplanetarie sviluppata dal JPL durante l’epoca del programma Apollo.
Questo risultato evidenzia un elemento spesso meno visibile dell’innovazione spaziale: la necessità di sviluppare infrastrutture capaci di sostenere missioni operative per periodi molto lunghi, garantendo la trasmissione dei dati e la gestione dei veicoli anche a distanze estreme.
Dave Gallagher, direttore del JPL dal 2025, ha richiamato il contributo delle missioni pionieristiche del laboratorio alla conoscenza dell’universo e la volontà di proseguire con nuovi programmi di esplorazione.
La continuità tra le prime sperimentazioni missilistiche, le missioni interplanetarie e gli attuali progetti robotici costituisce dunque il principale elemento di lettura dei 90 anni del JPL.
Le tecnologie in preparazione indicano una possibile evoluzione delle architetture di missione: sistemi distribuiti, piattaforme mobili specializzate e strumenti capaci di raccogliere informazioni in ambienti sempre più complessi.
Per la Space Economy, il valore di questi sviluppi risiede soprattutto nelle competenze tecnologiche che possono maturare attraverso la progettazione e la sperimentazione di nuove soluzioni. La loro eventuale applicazione su scala più ampia dipenderà tuttavia dai risultati delle missioni, dalla maturazione dei sistemi e dalle esigenze dei futuri programmi spaziali.
A novant’anni dalle prime prove di propulsione, il JPL continua così a rappresentare uno dei principali centri di sviluppo delle tecnologie per l’esplorazione robotica, in una fase in cui la capacità di operare autonomamente e raccogliere dati in ambienti extraterrestri assume un’importanza crescente.
Fonte dati: NASA – Jet Propulsion Laboratory
Il team editoriale di Economia dello Spazio Magazine, il magazine di riferimento della Space Economy Made in Italy.
