Scritto: Sabato, 20 Febbraio 2021 23:43 Ultima modifica: Domenica, 21 Febbraio 2021 08:44

Un cigno in volo verso la ISS


Il veicolo cargo Cygnus NG-15 “S.S. Katherine Johnson” è partito con un carico di rifornimenti diretti alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). L'arrivo è previsto per lunedì.

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Nell'immagine il momento del decollo del razzo Antares 230+, da Wallops, con a bordo NG-15. Nell'immagine il momento del decollo del razzo Antares 230+, da Wallops, con a bordo NG-15. Credit: NASA

Dopo il lancio del Progress di alcuni giorni fa, è toccato alla Northrop Grumman dare il via al proprio primo lancio del 2021, con il volo di un razzo Antares, che trasportava il veicolo cargo automatico Cygnus NG-15 “S.S. Katherine Johnson” diretto alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Il decollo è avvenuto dal Pad 0A presso il Mid-Atlantic Regional Spaceport (MARS) di Wallops Island, in Virginia, alle 12:36:50 a.m. EST (le 18:36 italiane) di sabato, 20 febbraio 2021. Il veicolo spaziale dovrebbe incontrarsi con la stazione spaziale tra due giorni, dove sarà attraccato al modulo Unity, utilizzando il Canadarm2. Questa missione di rifornimento senza equipaggio consegnerà 3.729 kg alla ISS, costituiti da CubeSats, esperimenti scientifici, apparecchiature della stazione e rifornimenti per l'equipaggio. La produzione per questo particolare volo è iniziata poco più di due anni fa con l'inizio degli acquisti dei materiali e dei componenti integrati necessari per il razzo Antares e la nave spaziale Cygnus. Mentre la produzione e l'integrazione complessiva di una missione Antares / Cygnus può avvenire in un arco di tempo più breve, Kurt Eberly, Director Space Launch Programs, della Northrop Grumman, ha riferito che il tempo aggiuntivo è integrato non solo per i ritardi di produzione ma anche per far fronte al potenziale della NASA che richiede un avanzamento a una data di lancio. "Vogliamo assicurarci di essere lì e pronti per il lancio quando la NASA avrà bisogno di noi. Vogliamo mettere un piccolo margine sulle cose. Sappiamo che a volte la NASA vuole spingerci un po avanti, quindi cerchiamo di essere pronti in anticipo in modo da poter rispondere ed essere lì per quando la NASA ha bisogno di noi". Il veicolo spaziale Cygnus è formato da un modulo pressurizzato, realizzato a Torino presso gli stabilimenti di Thales Alenia Space, ed un modulo di servizio dotato dei motori di manovra, dei pannelli solari e di tutta l'attrezzatura occorrente, per un totale di 6,3 metri di lunghezza.

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Nella foto l'interno dello stabilimento TAS di Torino, dove viene assemblato il modulo pressurizzato di Cygnus. Credit: Thales Alenia Space

Dopo l'integrazione con la navicella Cygnus e le operazioni di carico iniziale del carico nella struttura di integrazione orizzontale per questa missione, l'intero veicolo Antares 230+ e il carico utile sono stati portati, il 16 febbraio, sulla piattaforma di lancio, dove l'intero razzo è stato portato in verticale per i controlli in rampa e quelli delle comunicazioni di Wallops Range. Venerdì 19 febbraio si sono svolte operazioni di carico finale per esperimenti scientifici sensibili al passare del tempo e rifornimenti dell'equipaggio tramite una funzione di apertura nella carenatura del carico utile di Antares che consente l'accesso al portello anteriore di Cygnus. Una volta completato il caricamento, il portello di Cygnus è stato chiuso per il volo e la parte superiore della carenatura del carico utile è stata reinstallata prima che il razzo venisse portato in verticale per le operazioni di lancio finali. Il conto alla rovescia di cinque ore è iniziato alle 07:36 a.m. EST (le 13:36 italiane) prima dell'apertura di una finestra di lancio di 5 minuti alle 12:36 a.m. EST (18:36 italiane). Le temperature previste, tra 0 e 2,7 ℃, erano entro l'intervallo operativo di Antares che consente temperature fino a -6,6 ℃ al decollo. Dopo aver lasciato la piattaforma, Antares si è inclinato su una traiettoria verso sud-est per iniziare la sua caccia alla ISS. Dopo l'arresto dei due motori RD-181, di costruzione russa, alimentati da kerosene ed ossigeno liquido, e la separazione del primo stadio, l'ogiva protettiva del carico utile è stata rilasciata. Lo stadio Castor 30XL, a propellenti solidi, ha quindi terminato l'inserimento in orbita, trasportando Cygnus nel corridoio orbitale della stazione, per un rendez-vous di due giorni prima della cattura e dell'attracco, previsto per lunedì 22 febbraio. Dopo l'arrivo in orbita, le grandi batterie di Cygnus permettono di non dover immediatamente aprire i suoi pannelli solari, un processo che si svolgerà nei successivi 90 minuti di volo.

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Nell'illustrazione gli elementi principali di Cygnus e del razzo Antares. Credit: NASA

I propulsori ad idrazina del veicolo spaziale forniranno il controllo dell'assetto, per mantenerlo rivolto verso il Sole per la generazione di energia, ri-orientando al contempo il velivolo in base alle necessità, per accensioni più lunghe del motore principale bi-propellente e per cambiare l'orbita del veicolo mentre si avvicinerà alla stazione. Dopo essere stato installato sul Nodo-1 / Unity, Cygnus può anche servire non solo come veicolo da carico, ma come modulo scientifico aggiuntivo per la ISS ospitando ulteriori esperimenti. Frank DeMauro, Vicepresidente del settore e Direttore generale, Tactical Space Systems presso Northrop Grumman, ha dichiarato: “Questo servizio è disponibile. Abbiamo fatto una dimostrazione in una delle missioni precedenti, e da allora la NASA ha sfruttato quella capacità in cui vi sono effettivamente membri dell'equipaggio in Cygnus che eseguono esperimenti scientifici all'interno del nostro modulo". Il signor DeMauro non è sicuro se quell'elemento sarà utilizzato anche su questo volo, ma ha sottolineato che è disponibile per la NASA in tutte le missioni Cygnus e l'agenzia non deve richiedere la capacità prima del decollo. "La capacità è lì," ha riferito il signor DeMauro. "Quindi, se la NASA decide di spostare un esperimento in Cygnus, possono collegarlo alle prese del modulo cargo e usarlo come un altro laboratorio di prova."

Come parte degli obiettivi scientifici della missione, Cygnus trasporta numerosi CubeSat e ThinSat che verranno schierati dopo che il veicolo avrà completato la sua missione, della durata di circa due mesi, presso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Tutti i satelliti attuali che verranno schierati da Cygnus dopo la partenza dalla stazione verranno lanciati anche a bordo del velivolo, anche se la NASA potrebbe potenzialmente aggiungere ulteriori CubeSat con il passare dei mesi. Riguardo ai ThinSat, Kurt Eberly ha detto: “Ne abbiamo lanciati alcuni in precedenza. E questi sono piccoli satelliti STEM, in collaborazione con il nostro spazioporto, Virginia Space. L'idea qui è di sfruttare le prestazioni extra del veicolo, quando esse si verificano, e portare con sé questi satelliti costruiti e progettati dagli studenti".

"Siamo davvero entusiasti di questo, ed è un peccato che, con la pandemia, non possiamo avere i bambini qui per il lancio. Quando lo facevamo prima, avevamo un gruppo di studenti delle scuole superiori qui con alcuni dei loro insegnanti, ed è stato semplicemente fantastico vedere quanto fossero entusiasti di pensare a come qualcosa, che avevano progettato loro stessi avrebbe volato nello spazio". Anche se gli studenti non hanno potuto partecipare al lancio, i dati raccolti dai loro ThinSat saranno messi a disposizione nelle loro classi. Inoltre, un'ampia varietà di ricerche scientifiche sta volando a bordo di NG-15, inclusi vermi, un sistema di produzione di retina artificiale a base di proteine, esperimenti per mappare i sogni degli astronauti, un potente sistema informatico, un aggiornamento al sistema di controllo ambientale e supporto vitale per la stazione e un coltivatore di proteine.

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Nell'immagine il logo della missione NG-15. Credit: NASA/Northrop Grumman

L'esperimento Micro-16 mirerà a comprendere meglio la causa dell'indebolimento muscolare sperimentato negli astronauti in condizioni di microgravità anche dopo aver lavorato più di due ore al giorno per prevenire la perdita ossea e muscolare causata durante le missioni di lunga durata. L'esperimento misurerà la forza muscolare dei vermi C. Elegans per verificare se la diminuzione dell'espressione delle proteine ​​muscolari è associata a una diminuzione della forza. "I risultati di questo studio potrebbero fornire informazioni sui meccanismi che causano il declino della forza muscolare negli anziani poiché i cambiamenti fisiologici che si verificano durante il volo spaziale imitano l'invecchiamento accelerato," ha affermato la dottoressa Siva Vanapalli, professore di ingegneria chimica presso la Texas Tech University. "Questi risultati possono supportare nuove terapie per combattere gli effetti della perdita muscolare legata all'età sulla Terra e possono aiutarci a capire meglio come gli esseri umani possano affrontare l'assenza di gravità, mentre pianifichiamo di andare oltre la Terra per missioni con equipaggio di più lunga durata". Basandosi sul loro precedente esperimento inviato alla ISS nel 2018, il progetto di produzione di retina artificiale basata su proteine, LambdaVision, valuterà un sistema di produzione per testare l'efficacia della microgravità per la produzione di retine proteiche attivate dalla luce che potrebbero essere in grado di sostituire la funzione del tessuto oculare danneggiato e potrebbe assistere coloro che sulla Terra soffrono di malattie degenerative della retina. Nel frattempo, l'esperimento Dreams dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) esaminerà perché gli astronauti hanno spesso riferito di aver dormito meglio durante i loro soggiorni a bordo della ISS che sulla Terra. I membri dell'equipaggio useranno se stessi come soggetti di prova, indossando una fascia per il monitoraggio del sonno. Inoltre, l'esperimento Real-Time Protein Crystal Growth 2 produrrà cristalli proteici di alta qualità che saranno sottoposti ad analisi dettagliate sulla Terra, dopo essere tornati su una futura navicella spaziale Cargo Dragon 2 di SpaceX. Gli astronauti controlleranno i cristalli, segnaleranno la loro crescita e quindi apporteranno modifiche in base alle osservazioni iniziali. La microgravità permette la produzione di cristalli proteici di alta qualità che possono essere analizzati per identificare possibili bersagli per farmaci nel trattamento delle malattie; tuttavia, è difficile analizzare le strutture proteiche sulla Terra perché la gravità interferisce con la crescita ottimale dei cristalli proteici.

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Nell'immagine l'interno della sezione pressurizzata di Cygnus NG-15. Credit: NASA/Northrop Grumman

A parte gli esperimenti bio-medici a bordo della Cygnus, il velivolo trasporta anche un nuovo computer ad alte prestazioni chiamato Spaceborne Computer-2. Questo esperimento metterà alla prova i sistemi standard in grado di elaborare i dati più velocemente nello spazio impiegando capacità di intelligenza artificiale e elaborazione dei dati in situ sulla stazione, eliminando la necessità di inviare i dati sulla Terra per l'analisi. Inoltre, il sistema ECLSS (Environmental Control and Life Support System) della stazione riceverà un aggiornamento sotto forma di Exploration ECLSS: Brine Processor System. Questo dispositivo aumenterà il recupero dell'acqua e l'efficienza di riciclaggio sulla stazione, dall'attuale livello del 93% al 98%. Gli attuali sistemi sulla stazione recuperano il 93% di acqua e vapore acqueo, ma Exploration ECLSS: Brine Processor System aumenterà tale valore recuperando acqua aggiuntiva dal gruppo di elaborazione delle urine. Questo aggiornamento potrà essere direttamente utilizzato per i futuri voli spaziali di maggiore durata, dove sarà necessario ottenere il 98% di recupero dell'acqua. È tradizione di Northrop Grumman dare a ogni veicolo Cygnus il nome di qualcuno che ha avuto un ruolo fondamentale nel volo spaziale umano.

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Nell'immagine un ricordo di Katherine Johnson ed il suo nome per NG-15. Credit: NASA

 

Questo volo è chiamato in onore della matematica della NASA Katherine Johnson, una figura determinante per garantire la sicurezza delle prime missioni spaziali umane statunitensi dalla Mercury Freedom 7 fino all'Apollo 11. La sua storia è apparsa sul grande schermo nel film 'Il diritto di contare' ('Hidden Figures') del 2016. Johnson si laureò in matematica e francese al West Virginia State a soli 18 anni ed è diventata la prima donna di colore a frequentare la scuola di specializzazione presso la stessa università. Nel 1953, entrò a far parte del gruppo composto interamente di afroamericane, il West Area Computing presso il laboratorio Langley del National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). Nel 1957, Johnson entrò a far parte dello Space Task Group della NACA, che in seguito divenne la NASA. Durante la sua permanenza nello Space Task Group, Johnson eseguì l'analisi della traiettoria per la missione Freedom 7 di Alan Shepard, nel maggio 1961, il primo volo spaziale umano degli Stati Uniti. Johnson è anche co-autrice di un articolo sul volo spaziale orbitale e l'atterraggio, diventando la prima donna a ricevere riconoscimento come autore di un documento di ricerca presso la NASA. Johnson è più nota per il suo lavoro dietro la missione orbitale di John Glenn, lanciata esattamente 59 anni fa oggi (20 febbraio 1962). Glenn richiese espressamente che fosse la Johnson ad eseguire manualmente i calcoli del computer per correggerne il lavoro, dicendo: "Se lei dice che sono buoni, allora sono pronto per partire". Johnson ha continuato a contribuire con calcoli preziosi per l'atterraggio lunare dell'Apollo 11 e ha scritto, direttamente o come co-autore, 26 articoli durante il suo periodo alla NASA. Nel 2015, all'età di 97 anni, venne insignita della Presidential Medal of Freedom dal presidente Barack Obama, la più alta onorificenza per un cittadino statunitense. Johnson è deceduta il 24 febbraio 2020 all'età di 101 anni. Parlando della decisione di nominare questa missione in onore di Johnson, Kurt Eberly ha detto: “Nella missilistica, nel volo spaziale, siamo sulle spalle di coloro che sono venuti prima di noi. E quando i nostri studenti imparano la meccanica orbitale e come calcolare le traiettorie al college, e poi eseguono un programma al computer, sembra la loro seconda natura. Ma in realtà si basa sul duro lavoro di tutte quelle persone, come Katherine Johnson, che ci hanno preceduto e hanno sviluppato le metodologie per capire come un razzo deve volare attraverso l'atmosfera ed entrare in orbita. Il fatto che ancora oggi facciamo affidamento sugli esseri umani per mettere insieme queste traiettorie e compiere queste missioni, rappresenta quella capacità che hanno i migliori di noi".

La NASA ha contratti commerciale con Northrop Grumman, SpaceX e Sierra Nevada Corp. per i voli di rifornimento per la stazione spaziale. La SpaceX ha lanciato fino ad oggi 21 missioni cargo operative Dragon e il carico utile record per una capsula Dragon è di 3.136 chilogrammi, in una missione lanciata nell'aprile 2016. Mentre Dragon di SpaceX riporta il carico sulla Terra, il Cygnus è un veicolo spaziale monouso e porta via i rifiuti dalla stazione spaziale alla fine della sua missione prima di bruciare nell'atmosfera. Invece lo spazioplano Dream Chaser della Sierra Nevada non è ancora volato nello spazio. La sua prima missione cargo verso la stazione spaziale è prevista per il 2022.

Letto: 75 volta/e Ultima modifica Domenica, 21 Febbraio 2021 08:44

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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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