Scritto: Martedì, 26 Maggio 2020 22:12 Ultima modifica: Mercoledì, 27 Maggio 2020 06:04

Crew Dragon, la NASA riparte da... SpaceX!


Mancano poche ore allo storico lancio della prima missione abitata di SpaceX per la NASA diretta verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Vediamo come siamo arrivati fin qui.

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Il veicolo commerciale Crew Dragon della SpaceX, all'alba sulla rampa di lancio per DM-2. Il veicolo commerciale Crew Dragon della SpaceX, all'alba sulla rampa di lancio per DM-2. Credit: SpaceX

 La navetta spaziale Atlantis atterrò sulla pista del Kennedy Space Center, in Florida, il 21 luglio 2011, alle 09:57 UTC, chiudendo così il programma Shuttle Transport System lungo quasi 30 anni. In quel momento, i quattro astronauti che si trovavano a bordo dello Shuttle, furono gli ultimi americani ad essere andati nello spazio a bordo di un veicolo spaziale costruito e lanciato dagli USA.

 La chiusura del programma Shuttle, che considero personalmente prematura, venne decisa dopo il secondo disastro che aveva visto coinvolta la navetta NASA. La perdita del Columbia, con la morte dei sette astronauti a bordo, avvenuta nel febbraio 2003, aveva portato ad un ripensamento complessivo del volo spaziale umano da parte della NASA.

 Venne deciso che la navetta avrebbe volato soltanto per completare la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e poi sarebbe stata messa in pensione. Nel frattempo gli astronauti NASA avrebbero volato a bordo delle Soyuz russe, fino a che non fosse stato disponibile un nuovo veicolo.

 Inizialmente sembrava che gli astronauti americani avrebbero volato verso la stazione spaziale a bordo della capsula Orion con il razzo Ares-1, sviluppati per il programma di ritorno alla Luna chiamato Constellation dall'amministrazione del Presidente Bush. Ma, quando ci si rese conto che il programma lunare era stato sottofinanziato e, di fatto, non avrebbe mai portato sulla Luna, venne cancellato dal successore Obama. A questo punto l'amministrazione USA decise di coinvolgere le aziende private del settore attivando, nel 2009, il programma Commercial Crew Development (CCDev), sulla falsariga di quello creato per i veicoli cargo di rifornimento e che aveva funzionato così bene.

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Un "rendering" della capsula Crew Dragon, per DM-2, con il suo modulo di servizio. - Credit:NASA/SpaceX

 In questa prima fase, nel 2010, la NASA fornì un totale di appena 50 milioni di dollari a cinque aziende statunitensi per la ricerca e lo sviluppo. Le cinque aziende erano la Blue Origin per un innovativo sistema di aborto al lancio e serbatoi in materiali compositi, la Boeing che presentò la capsula CST-100 Starliner, la Paragon Space Development Corporation per un sistema ambientale e del controllo dei sistemi vitali, la Sierra Nevada Corporation per lo sviluppo della mini-navetta Dream Chaser e la United Launch Alliance per un sistema di emergenza che avrebbe certificato, per il volo umano, i suoi vettori a perdere. Come vediamo quindi, nella prima rosa di aziende non faceva parte la SpaceX che, all'epoca, stava sviluppando il vettore Falcon 9 e la capsula cargo Dragon.

 La capsula CST-100 della Boeing è una classica capsula tronco conica che ricorda le leggendarie Apollo degli anni '70 ma, ovviamente, le somiglianze finiscono qui.

 Ad ottobre dello stesso anno, la NASA richiese una seconda serie di proposte e progetti per una durata massima di 14 mesi e, ad aprile dell'anno successivo, annunciò che avrebbe premiato con circa 270 milioni le quattro aziende che avevano soddisfatto i requisiti del CCDev2. Queste erano la Blue Origin per un veicolo orbitale biconico, la Sierra Nevada Corporation per il Dream Chaser, la SpaceX per la Dragon 2 e la Boeing per la CST-100 Starliner. Ad agosto 2012 l'agenzia spaziale stabilì una terza fase, chiamata CciCap, che sarebbe durata fino al 2014 e che vedeva restare in gara la SpaceX, la Boeing e la Sierra Nevada.

 Il 29 maggio 2014, Elon Musk, durante una conferenza stampa tenuta presso la sede centrale della SpaceX a Hawthorne, in California, svelò la Dragon 2. Durante quella presentazione divenne chiaro che il veicolo per il trasporto equipaggi aveva lo stesso nome di quello cargo ma era, di fatto, un veicolo completamente nuovo.

 La Dragon 2 è parzialmente riutilizzabile, ha una capacità fino a sette astronauti (anche se la NASA ha richiesto quattro posti) ed eseguirà l'aggancio in modo automatico. Lo scudo termico della capsula è chiamato PICA-X ed è uno sviluppo di quelli utilizzati dalle capsule Apollo.

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Nell'immagine, Hurley e Behnken a bordo del Crew Dragon. - Credit:NASA/SpaceX

 L'interno della capsula ha un design molto minimalista e futuristico. Sono presenti tre grandi schermi touch-screen mobili e l'equipaggio verrà lanciato e rientrerà con una speciale tuta spaziale, molto ricercata nell'aspetto, ideata dalla SpaceX e capace di fornire la sopravvivenza in caso di depressurizzazione della cabina. Il boccaporto di aggancio, che si trova sulla parte superiore della capsula, è coperto da un'ogiva che si solleva appositamente al momento dell'attracco per poi richiudersi prima del rientro nell'atmosfera. La capsula è fornita, oltre che dalla parte pressurizzata dove è ospitato l'equipaggio, di un modulo di servizio che ospita i pannelli solari, i radiatori e fornirà il controllo aerodinamico in caso di aborto della missione al lancio. Questo modulo viene sganciato prima del rientro della capsula sulla Terra. Dopo la presentazione della capsula, il programma commerciale prese un'accelerazione.

 C'è da dire che, durante i primi anni dei CCDev i finanziamenti concessi furono sempre inferiori, anche della metà, di quelli richiesti e questo portò, inevitabilmente ad uno slittamento, anno dopo anno, del debutto dei veicoli commerciali. Inevitabilmente, trattandosi di nuovi veicoli spaziali, anche alcuni problemi tecnici resero le tempistiche previste poco realistiche.

 I problemi tecnici maggiori vennero riscontrati, sia da Boeing che da SpaceX, nei paracadute da utilizzare nella fase di atterraggio. La SpaceX aveva scelto, inizialmente, di eseguire un atterraggio controllato da propulsori (come per il primo stadio del razzo Falcon 9) per la sua Dragon 2, utilizzando i SuperDraco che si trovano montati assieme alla capsula. Quella scelta però aveva incontrato alcune critiche da parte NASA e la SpaceX decise, per non perdere ulteriore tempo in collaudi, di tornare al classico rientro paracadutato in mare. In effetti la SpaceX, con i veicoli cargo Dragon, aveva già fatto molta esperienza. La Boeing invece, sebbene avesse scelte anche lei il rientro con i paracadute, aveva deciso l'atterraggio sulla terraferma, con l'ausilio di airbag da gonfiare poco prima di toccare il suolo e permettere così un arrivo più soffice. La NASA non era soddisfatta dei vari test sui paracadute di entrambe le aziende e richiese, più volte, di migliorare i sistemi e di ripetere i test.

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La Crew Dragon, durante il Pad Abort Test del 2015. - Credit:SpaceX

La quarta ed ultima fase del programma commerciale NASA, chiamata CctCap, vide i contratti finali assegnati il 16 settembre 2014 a SpaceX per la Crew Dragon (o Dragon V2) ed a Boeing (CST-100 Starliner) per la fornitura di sei voli alla ISS da svolgere fra il 2019 ed il 2024. Nel contratto la SpaceX avrebbe ricevuto 2,6 miliardi di dollari e la Boeing 4,2 miliardi. Sia il CST-100 che la Crew Dragon avrebbero dovuto eseguire un volo senza equipaggio (chiamati rispettivamente Boe-OFT e SpaceX Demo 1), seguiti da un volo di prova con equipaggio prima di eseguire fino a sei voli operativi per la ISS.

 Il 6 maggio 2015 venne completato positivamente il primo pad abort test da parte della capsula della SpaceX. Questa era la dimostrazione che i motori SuperDraco erano in grado di portare rapidamente il veicolo con l'equipaggio in salvo nel caso di un malaugurato incidente sulla rampa di lancio.

 Il 3 agosto 2018 la NASA assegnò i primi astronauti destinati a volare sui due veicoli spaziali. Vennero scelti Robert Behnken e Douglas Hurley per il primo volo di prova con equipaggio della SpaceX e Michael Fincke, Christopher Ferguson e Nicole Aunapu Mann per quello di Boeing. Da notare che sia Hurley, con SpaceX, che Ferguson, con Boeing, erano fra i quattro astronauti che avevano compiuto l'ultimo volo dello Shuttle, un segno di continuità nel volo spaziale USA.

 Il primo test in orbita per la Dragon 2 fu una missione senza equipaggio designata SpaceX Demo 1, compiuta dal veicolo siglato C201. Il lancio avvenne il 2 marzo 2019 e l'attracco alla ISS il giorno successivo. Il veicolo spaziale testò le procedure di approccio e aggancio automatico con la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), e vi rimase agganciato per qualche giorno, per poi compiere il rientro atmosferico, l'ammaraggio e le procedure di recupero al fine di qualificare la capsula al trasporto di esseri umani. Durante tutto il volo di collaudo venne monitorato il sistema di supporto vitale.

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La Crew Dragon, attraccata alla ISS durante la missione DM.1, senza equipaggio. Credit: NASATV

 Purtroppo quella stessa capsula esplose il 20 aprile, durante un test al suolo per provare i propulsori SuperDraco. Questo gravissimo incidente, fortunatamente senza danni a persone, rese necessario scoprire rapidamente il problema e risolverlo anche se questo aggiunse mesi di ritardo al volo con equipaggio.

 Il 19 gennaio 2020 venne eseguito il test di aborto in volo. La nuova navicella venne lanciata con un Falcon 9 in una traiettoria suborbitale per provare lo scenario di separazione e abbandono nella troposfera a velocità transoniche, durante il "Max Q", il punto di massima pressione aerodinamica. Gli obbiettivi del test erano di dimostrare la capacità di allontanare in sicurezza dal razzo nel momento in cui viene sottoposto alle condizioni atmosferiche più critiche, creando i peggiori stress strutturali a cui il veicolo potrà essere sottoposto durante una missione operativa. La capsula ammarò nell'oceano Atlantico rallentata dai paracadute comportandosi perfettamente.

 Il test di abbandono in volo, così come il test di "pad abort test", non era richiesto specificatamente dalla NASA, a cui bastavano i calcoli senza la dimostrazione pratica, ma venne svolto volontariamente dell'azienda di Musk. La concorrente Boeing per il suo Starliner effettuò infatti solo il test di pad abort test nel novembre 2019.

 Il 9 febbraio la capsula Crew Dragon destinata al volo umano, la C206, arriva al Kennedy Space Center per l'integrazione con il lanciatore e il 2 aprile Bridenstine, l'Amministratore NASA, svela il logo chiamato 'worm' (verme) sulla fiancata del razzo Falcon 9 destinato al volo con equipaggio. E' un ritorno dopo che questo logo era stato abbandonato della NASA negli anni '90.

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Il logo 'worm' della NASA, non più utilizzato fin dal 1992, ora sul razzo Falcon 9 per DM-2. - Credit: NASA

 Il 17 aprile, l'amministratore della NASA Jim Bridenstine annuncia che la data di lancio per il primo volo con equipaggio sarebbe stata il 27 maggio 2020. La rampa di lancio è la storica 39A del Kennedy Space Center, da dove sono decollate le missioni lunari Apollo e molte delle missioni Shuttle.

 Il 13 maggio i due astronauti entrano in quarantena prima del volo e vengono mostrate le vetture Tesla Model X che li porteranno fino alla rampa di lancio. Il 14 maggio la capsula viene integrata con il razzo Falcon 9 all'interno dell'hangar che si trova in prossimità della rampa 39A.

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I due astronauti davanti alla Model-X con logo NASA - Credits: NASA

 Il 20 maggio Behnken ed Hurley partono dal Johnson Space Center di Houston e atterrano al Kennedy Space Center in vista del lancio. Il giorno seguente, il complesso Falcon 9/Crew Dragon DM-1 viene trasportato sulla rampa 39A ed eretto in posizione verticale, in preparazione dello 'static fire', ovvero delle prova di accensione dei nove motori Merlin del primo stadio del razzo. E' stata eseguita anche la FRR (Flight Readiness Review), ovvero una riunione fra NASA e SpaceX per verificare la prontezza al volo. La riunione si è conclusa confermando il lancio per il 27 maggio. Il 22 maggio è stato eseguito regolarmente lo static fire di tre secondi. Alcune ore dopo la SpaceX ha confermato l'esito positivo del test e quindi si procede per il lancio.

 Il 23 maggio si è svolto un 'dress rehearsal', ovvero una simulazione del conto alla rovescia durante il quale sono state eseguite tutte le fasi di preparazione dell'equipaggio al volo, fino ad arrivare all'imbarco degli astronauti a bordo della capsula. Il 25 maggio si è tenuta la LRR (Launch Readiness Review), un'ultima riunione sui preparativi al lancio e, anche questa, è stata positiva. Adesso solo il meteo, che per il 27 maggio non è ottimale, potrebbe far rinviare il lancio. Seconda opportunità sabato 30 maggio.

 Naturalmente, tutti i lettori sono invitati a seguire gli aggiornamenti "in diretta" sul lancio, tramite il nostro articolo AliveUniverse! 

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Nella foto, Hurley e Behnken in posa di fronte alla rampa 39A del KSC con la Crew Dragon. Credit: NASA/SPACEX

 

Fonti:
SpaceX: https://www.spacex.com/human-spaceflight/
NASA: https://www.nasa.gov/specials/dm2/
NASASpaceflight: https://spaceflightnow.com/2020/05/20/falcon-9-crew-dragon-demo-2-launch-preps/

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Read 547 times Ultima modifica Mercoledì, 27 Maggio 2020 06:04
Massimo Martini

Sono appassionato di astronomia e di astronautica fin da quella notte del luglio 1969 quando, a poco più di sei anni, vidi i primi uomini mettere piede sulla Luna. La passione è cresciuta con gli anni e, sebbene non si sia trasformata in attività lavorativa, sono diventato un grande appassionato. Nel 1992, in pieno viaggio di Nozze, sono riuscito a trascinare persino la mia dolce metà al Kennedy Space Center per vedere il lancio del primo italiano nello spazio. Dal 2000 al 2017 ho realizzato e curato il sito astronautica.us che è stato sempre aggiornato ed il più possibile affidabile nelle informazioni. Purtroppo, per motivi personali sono stato costretto a chiudere il sito nel luglio 2017.
Sono stato, assieme a mia moglie, uno dei responsabili delle prime tre edizioni della convention 'AstronautiCON', che hanno visto anche la presenza di illustri ospiti nel campo astronautico. Al momento collaboro saltuariamente con la rivista del settore 'Spazio Magazine', attivamente con il sito aliveuniverse.today ed ho una rubrica fissa astronomica sul magazine locale 'Quello che c'è'.

www.astronautica.us | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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