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RemoveDEBRIS, un esperimento vitale per l'astronautica. di Massimo Martini

  • Mercoledì, 25 Luglio 2018 00:56
  • Scritto da  Maxi062
Nella foto il momento del rilascio dal braccio robotico giapponese del satellite RemoveDebris.
Nella foto il momento del rilascio dal braccio robotico giapponese del satellite RemoveDebris. Credit: NASA/NanoRacks/Ricky Arnold

Una delle principali minacce per il volo spaziale, sia automatico che umano, è data dai detriti spaziali che affollano soprattutto l'orbita bassa terrestre. Nel corso degli ultimi anni il problema è diventato sempre più pressante, soprattutto dopo che alcuni scontri fra satelliti attivi e spazzatura spaziale varia hanno moltiplicato i possibili 'proiettili' in volo.

 Il primo veicolo spaziale che servirà per dimostrare le tecnologie di rimozione attiva dei detriti spaziali (Active Debris Removal - ADR), come un arpione, una rete ed una vela di frenata in orbita, è stato rilasciato dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per iniziare la propria missione. Gli astronauti della stazione spaziale hanno rilasciato il veicolo spaziale RemoveDebris, del peso di circa 100 kg, attraverso il boccaporto del modulo giapponese KIBO, e poi utilizzando il braccio robotico ed il sistema di sgancio Kaber. Secondo la compagnia NanoRacks, di Houston, che ne ha coordinato il lancio, RemoveDebris è il più grande carico utile rilasciato dalla stazione spaziale. Il veicolo si è allontanato dall'avamposto orbitale alle 7:30 a.m. EDT (le 13:30 italiane) del 20 giugno scorso. Gli ingegneri presso l'Università del Surrey, nel Regno Unito, hanno confermato due ore dopo che avevano preso contatto con il veicolo spaziale dalla loro struttura di Guilford, nel Surrey, una piccola città nel sud dell'Inghilterra. 

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Nella foto il satellite RemoveDebris nel modulo KIBO prima del rilascio. Accanto l'astronauta Rick Arnold.

Credit:NASA/TV

 I controllori di volo trascorreranno ora circa due mesi per accendere e controllare tutti i sottosistemi, secondo quanto riportato da Guglielmo Aglietti, direttore del Surrey Space Centre presso l'Università del Surrey ed a capo della missione, finanziata con un totale di 15 milioni di Euro, dei quali 5,2 forniti dall'Unione Europea. “Ci aspettiamo di iniziare gli esperimenti verso settembre.”ha dichiarato Aglietti a Space.com. “Avremo bisogno di tre o quattro settimane per ogni esperimento. Questo perchè vogliamo riprendere immagini video in alta definizione di ogni esperimento, e per avere un buon video dobbiamo attendere che il veicolo spaziale sia nella giusta posizione per avere l'illuminazione ideale.” Il satellite era stato portato alla ISS a bordo del veicolo cargo Dragon CRS-14 di SpaceX, giunto alla stazione lo scorso aprile. Il gigante aerospaziale europeo Airbus ha progettato e costruito tre dei quattro esperimenti previsti a bordo del piccolo veicolo spaziale. L'esperimento di cattura detriti per mezzo di una rete (Net Demo), sviluppato nel sito Airbus di Brema, in Germania, verrà condotto ad ottobre, ha dichiarato la compagnia in un comunicato. Per prima cosa il veicolo principale RemoveDebris rilascerà il piccolo cubesat DebrisSAT-1 (DS-1) e lo lascerà allontanarsi fino ad una distanza di circa 5/7 metri. 

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Nella foto RemoveDebris mentre viene inserito nel boccaporto per il rilascio. Accanto l'astronauta Drew Feustel.

Credit:NASA/NanoRacks

  Il cubesat DS-1 gonfierà un pallone che, oltre ad agire come tecnologia per la deorbitazione fornirà un bersaglio più grande. A quel punto, il veicolo principale espellerà una rete nel tentativo di catturare il cubesat. Una volta che la rete avrà avvolto il bersaglio delle masse ai bordi di essa permetteranno di avvolgerlo ed intrappolarlo. Poi dei motori elettrici riavvolgeranno i lembi per prevenire la riapertura della rete. Il cubesat verrà così lasciato deorbitare ad una velocità crescente causata dalla grande area del pallone. A dicembre, RemoveDebris testerà una tecnologia di visione per la navigazione sviluppata dall'Airbus di Tolosa, in Francia. Questa tecnologia utilizzerà una serie di telecamere 2D ed un LIDAR 3D, sviluppato dal Swiss Center for Electronics and Microsystems (CSEM), per tracciare un secondo cubesat, DebrisSAT-2 (DS-2), mentre anche questi si allontanerà dal satellite principale. Questa tecnologia sfrutta speciali algoritmi sviluppati per applicazioni come gli atterraggi planetari e gli incontri orbitali, soprattutto nel contesto di missioni di prelievo e rientro di campioni marziani. Nel febbraio 2019, verrà condotto l'ultimo dei tre esperimenti Airbus. RemoveDebris sparerà un'arpione delle dimensioni di una penna contro un pannello di 10x10cm che sarà allontanato a circa un metro e mezzo dal veicolo principale grazie ad un traliccio. Infine, verso marzo 2019, il veicolo RemoveDebris rilascerà una vela di frenata, sviluppata dal Surrey Space Center, che accelererà il processo di uscita dall'orbita del satellite. “La vela produrrà un significativo aumento della resistenza aerodinamica in modo che il satellite rallenterà la sua velocità e la sua orbita decadrà molto più rapidamente che senza di essa,”dice Aglietti. “Ci aspettiamo che RemoveDebris esca dall'orbita in meno di 10 settimane. Senza di essa ci vorrebbero 100 o più settimane, oltre due anni e mezzo.”Tutti questi esperimenti, per motivi di sicurezza e per far si che, comunque vadano, non diventino essi stessi detriti spaziali, si svolgeranno su un'orbita più bassa di quella sulla quale si trova la ISS.

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Nell'illustrazione uno spaccato del satellite RemoveDebris.

Credit:SSTL/University of Surrey

 Aglietti spera che l'industria spaziale segua con interesse gli esperimenti. I detriti spaziali sono un problema crescente, e le agenzie spaziali di tutto il mondo sono concordi che devono essere prese delle misure per affrontare il problema. Utilizzare vele di frenata anche più estese, prosegue Aglietti, potrebbe ridurre il tempo di permanenza in orbita dei satelliti non più operativi, riducendo così il rischio che possano scontrarsi con altri veicoli spaziali. Le tecnologie di rimozione attiva dei detriti, come gli arpioni e le reti, stanno anch'essi crescendo d'importanza. Sebbene tutti rispettino i regolamenti, potrebbe non essere sufficiente, dicono gli esperti. Satomi Kawamoto, dell'agenzia spaziale giapponese JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) ha detto in una conferenza tenuta lo scorso anno che oltre 100 oggetti dovrebbero essere rimossi dall'orbita bassa (LEO) al ritmo di cinque l'anno per fermare la proliferazione dei frammenti risultanti dalle collisioni in orbita e dall'esplosioni. “Abbiamo eseguito un sacco di test a terra, ma questa sarà la prima volta che queste tecnologie saranno testate nello spazio,”dice Aglietti. “Non possiamo riprodurre al suolo una situazione al 100% come in orbita. Per noi qualsiasi cosa accada durante la missione sarà soltanto un'importante lezione. Saremo in grado, per la prima volta, di vedere realmente come queste tecnologie funzionano nell'ambiente spaziale.”

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Nell'illustrazione artistica la vela dispiegata per facilitare il rientro del satellite in atmosfera.

Credit:SSTL

 L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) aveva originariamente considerato di utilizzare l'arpione e la rete nella missione e.Deorbit (prevista per il 2024), che tenterà di rimuovere Envisat, un grosso satellite per l'osservazione terrestre defunto nel 2012. Questo è uno dei più grandi e più pericolosi pezzi di spazzatura spaziale in LEO. Ma in seguito l'agenzia spaziale decise di utilizzare un braccio robotico invece dell'arpione e rete, in modo che il braccio possa essere riutilizzato per successive missioni di manutenzione orbitale. A dichiarare questo lo scorso anno è stata Luisa Innocenti, capo dela Clean Space Initiative di ESA. Aglietti tuttavia spera che, se gli esperimenti RemoveDebris avranno successo, possano spingere altri protagonisti nel portare queste tecnologie al livello successivo.

 Cercheremo di tenervi informati su questa interessante ed innovativa missione nel corso dei prossimi mesi, mano a mano che gli esperimenti si svolgeranno. Speriamo inoltre di poter sentire direttamente i responsabili della missione con i quali stiamo provando a metterci in contatto diretto. 

Autore: Massimo Martini

Fonti:

Università del Surrey https://www.surrey.ac.uk/surrey-space-centre/missions/removedebris

ESA:http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/Clean_Space

Space.com:https://www.space.com/40960-removedebris-space-junk-cleanup-test-flight.html

NASA:https://blogs.nasa.gov/spacestation/2018/06/20/new-satellite-space-research-and-cargo-missions-fill-crew-agenda/

NASASpaceflight:https://www.nasaspaceflight.com/2018/06/space-debris-removal-test-begins/

 

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