Si chiama OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing-1) e consiste in un veicolo spaziale robotico dotato di bracci robotici e tutti gli strumenti e le attrezzature necessarie per riparare, rifornire di carburante o estendere la durata della vita dei satelliti, anche i più obsoleti.
Il primo volo di prova è previsto per il lancio non prima del 2026. OSAM-1 sarà diretto nella bassa orbita terrestre per incontrarsi e agganciarsi con Landsat 7, un satellite per l'osservazione della Terra che è in orbita dal 1999. La missione condurrà un primo test dimostrativo di rifornimento di carburante, quindi riposizionerà il satellite su una nuova orbita. Sebbene alcune attività della missione siano autonome, gli operatori dalla Terra condurranno gran parte delle procedure e delle manovre.
La NASA afferma che riparare i satelliti nello spazio, invece di lasciare che i veicoli defunti vadano alla deriva, aiuti a ridurre il problema dei detriti spaziali e a creare un futuro più sostenibile per l'esplorazione spaziale. Inoltre, il volo di prova valuterà l'assemblaggio e la produzione robotica in orbita, una tecnologia che potrebbe essere essenziale per le missioni umane di lunga durata nel Sistema Solare e la costruzione e il mantenimento di strutture in orbita attorno alla Luna o a Marte.
Il bus della navicella OSAM-1, costruito da Maxar Technologies.
Crediti: Tecnologie Maxar.
Come è nata l'idea
L'idea di creare una navicella spaziale per la manutenzione dei satelliti è dell'ingegnere NASA Frank Cepollina, specializzato nelle riparazioni di veicoli in orbita.
Ha guidato e coordinato le cinque missioni di manutenzione del telescopio spaziale Hubble, progettando non solo le procedure ma anche gli strumenti e ha anche guidato squadre che hanno riparato altri satelliti durante i primi giorni dell'era dello Space Shuttle. Cepollina, che ora ha 85 anni, si è ritirato solo di recente dalla NASA, ma ha fatto da mentore e formato diverse generazioni di ingegneri, senza mai rinunciare al suo sogno di riparare i satelliti. Dopo diverse proposte di missioni di manutenzione, il concetto è stato ufficialmente riconosciuto e ha ottenuto la sua quota di budget. Ma c'è ancora molto lavoro da fare prima del lancio.
In precedenza, questa missione era nota come Restore-L e si concentrava esclusivamente sul rifornimento di carburante e sulla riparazione. Ma nel febbraio del 2019 è stato aggiunto un nuovo componente, chiamato Space Infrastructure Dexterous Robot (SPIDER) che aumenta le capacità di OSAM-1.
SPIDER include ha un proprio braccio robotico lungo 5 metri che assemblerà un'antenna di comunicazione funzionale di 3 metri, costruita con parti portate nello spazio e dimostrerà la trasmissione in banda Ka con una stazione di terra. Il robot produrrà anche una trave composita leggera di 10 metri per verificare la capacità di costruire grandi strutture di veicoli spaziali in orbita.
Dimostrazioni a terra presso il Robotic Operations Center presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.
Crediti: NASA
Il volo di prova
Il primo volo di prova OSAM-1 avrà l'obiettivo di rifornire Landsat 7, un satellite che si trova a circa 705 chilometri sopra la Terra e non è predisposto per una tale operazione. Quindi, innanzitutto, OSAM-1 dovrà avvicinarsi abbastanza da consentire a uno dei suoi bracci robotici di afferrare Landsat 7 per eseguire manovre di attracco attraverso un morsetto. "Quindi, c'è molto lavoro che dovremo fare per ottenere l'accesso al sito di rifornimento", ha spiegato ha spiegato Ross Henry, Servicing Payload Manager della missione. “Gli operatori remoti di OSAM-1 dovranno tagliare la copertura termica isolante multistrato e spostarla per esporre le valvole di riempimento/scarico. Ma quando sono state chiuse prima del lancio, quelle valvole erano coperte con fili di blocco, quindi dovremo entrare con forbici specializzate e tagliarle. Inoltre, ci sono cappucci di sicurezza ridondanti che rimuoveremo", ha aggiunto Henry.
OSAM-1 trasporterà 122 chilogrammi di carburante e il piano è di trasferirne 115 chilogrammi a Landsat 7, utilizzando il braccio robotico e un sistema di tubi retrattili. Naturalmente, tutto questo accadrà mentre i due veicoli spaziali sfrecciano a circa 26.500 chilometri orari sopra le notre teste.
OSAM-1 trasporta sei telecamere per le operazioni di rendezvous e di prossimità da utilizzare durante l'avvicinamento a Landsat 7. Altre ventuno telecamere fanno parte di un sistema di sensori specializzato per consentire al team di terra di vedere le operazioni da ogni angolazione, mentre un sistema di illuminazione artificiale consentirà di lavorare anche durante la notte orbitale, che dura quasi 50 minuti (il periodo orbitale di Landsat 7 è di 99 minuti).
Trovare un satellite candidato adatto come soggetto sperimentale per questa missione dimostrativa ha richiesto diversi anni di trattative, ha affermato Henry, poiché i requisiti erano specifici e doveva essere un satellite di proprietà del governo. “Landsat 7 soddisfa il conto per una serie di motivi. Si trova in un'orbita facilmente accessibile ed è alla fine della sua vita di missione in termini di generazione di scienza. Landsat 9 è già stato lanciato e viene messo in servizio, quindi il suo successore è già attivo e funzionante".
La missione scientifica nominale di Landsat 7 è terminata il 6 aprile 2022 e il suo strumento scientifico principale, l'Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) è stato messo in modalità standby. Una volta che sarà rifornito il suo destino sarà comunque quello di bruciare nell'atmosfera terrestre, anche se può sembrare uno spreco!
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