Analisi aerotermodinamica ad alta quota della capsula di rientro della missione MARCO POLO

In questo paragrafo verrà mostrato il profilo di missione di Marco Polo ed in particolare la programmazione del segmento spaziale comprendente diverse funzioni:

- trasferimento interplanetario in uscita ed in entrata;
- orbita intorno all'asteroide;
- discesa;
- campionamento;
- risalita;
- ritorno sulla Terra.

Lo sviluppo di queste ha prodotto più di cinquanta diverse architetture, studiate ed analizzate sulla base dei costi e della teoria del trade-off per i quattro asteroidi presentati in precedenza come possibili target. I risultati hanno mostrato che una missione verso il 1999 JU3 con un singolo veicolo spaziale a propulsione chimica e con capsula di rientro separata è quella che garantisce una miglior ottimizzazione delle masse e miglior efficienza dei costi e pertanto è stata considerata come linea guida. Se il progetto fosse approvato, la missione avrebbe inizio nel Novembre/Dicembre 2018. Il veicolo spaziale Marco Polo, stipato nel vano payload del vettore Soyuz Fregat 2-1B verrebbe lanciato da Kourou, nella Guyana Francese, con una traiettoria di fuga diretta mentre il lancio di backup avverrebbe l'anno successivo.

L'appuntamento tra la navicella e 1999 JU3 sarebbe previsto nel Febbraio 2022 e, dopo 18 mesi d'attività in prossimità dell'asteroide, nel Luglio 2013 comincerebbe la fase di rientro che si completerebbe nel Dicembre 2024: la capsula di rientro si staccherebbe dal modulo principale e, dopo un viaggio ad oltre 11,9 km/s nell'atmosfera, atterrerebbe con l'aiuto dei paracadute in Australia.

Le operazioni in prossimità di 1999 JU3 si dovrebbero sviluppare in due fasi diverse:

- la prima fase, della durata di 7 mesi, comprende uno studio con telerilevamento ad alta definizione per misurazioni scientifiche globali, oltre che per la mappatura della superficie e per la caratterizzazione dei cinque possibili siti di campionamento;

- nella seconda fase la sonda atterra sull'asteroide, e tramite un braccio robotico preleva il campione da dieci grammi di regolite. Tramite un opportuno sistema di verifica, si controlla se il campione prelevato soddisfa i requisiti. Se l'esito è positivo, il campione viene stipato in un vano posteriore del'Earth Re-entry Capsule e sigillato. Se, invece, l'operazione non è andata a buon fine, la navicella può sfruttare due tentavi supplementari.

Una volta rientrata sulla Terra, la posizione della capsula verrebbe segnalata tramite un radiofaro presente a bordo. Ciò agevolerebbe il lavoro al team di recupero che provvederebbe, inoltre, a prelevare il campione e trasportarlo ai laboratori.