La Stazione Spaziale Internazionale è stata la costruzione più grande mai realizzata nello spazio e il fulcro delle attività spaziali con equipaggio degli ultimi 20 anni. Le ricadute tecnologiche e scientifiche sono state innumerevoli e permettono di guardare avanti verso obiettivi sempre più difficili. Il Multilateral Coordination Board, MCB, l’ente che supervisiona e coordina le attività della ISS, ha constatato il successo delle attività nell’orbita terrestre bassa e ha deciso di estendere la presenza umana oltre la Terra. Il prossimo obiettivo è la costruzione di un gateway lunare, più precisamente il Lunar Orbital Platform-Gateway, LOP-G, conosciuto precedentemente anche come Deep Space Gateway, una stazione spaziale orbitante attorno alla Luna.
Progetto del LOP-G: in evidenza i vari moduli e le agenzie spaziali incaricate alla realizzazione.
L’annuncio da parte del MCB è avvenuto a marzo del 2019, dopo anni di studi e negoziati delle cinque agenzie spaziali che lo rappresentano, la statunitense NASA, l’europea ESA, la russa Roskosmos, la giapponese JAXA e la canadese CSA. L’intesa rappresenta per il momento solamente un memorandum, ed è stata approvata solo da NASA e CSA; l’ESA prenderà la decisione definitiva a novembre del 2019 al comitato ministeriale Space19+. Il LOP-G sarà una stazione concettualmente molto differente dalla ISS. Sarà decisamente più piccola, circa 40 tonnellate rispetto alle 420 della ISS, e sarà al di fuori dell’azione del campo magnetico terrestre, che non potrà più fornire all’equipaggio protezione dalle radiazioni solari e cosmiche. Seguirà il profilo di un’orbita complessa, chiamata Near-Rectilinear-Halo-Orbit (NRHO), in equilibrio tra i pozzi gravitazionali terrestri e lunari e in un punto privilegiato di osservazione verso la Terra e verso la Luna, permettendo la comunicazione col centro di controllo e la gestione delle operazioni sulla superficie del satellite naturale.
Prima fase de programma di lancio dello Space Launch System, lanciatore fondamentale per la realizzazione del LOP-G.
Secondo i piani della NASA, promotore principale del progetto, la costruzione potrebbe già iniziare nel 2022 con l’invio del modulo di propulsione ed energia (Power and Propulsion Element); il progetto è dipendente dai tempi di realizzazione del sistema di lancio SLS (Space Launch System), uno dei pochi vettori di classe Super Heavy già in fase di sviluppo in grado di portare in orbita lunare una massa considerevole come quella dei moduli abitativi. Gli obiettivi da raggiungere a lungo termine sono di rendere l’esplorazione lunare più accessibile, di stimolare lo sviluppo di nuove tecnologie, di testare le attività spaziali in un ambiente più ostile dell’orbita terrestre bassa, di espandere le attività della space economy e di gettare le basi per una spedizione umana su Marte. La realizzazione del gateway non sarebbe possibile senza l’esperienza acquisita negli anni con la Stazione Spaziale Internazionale.
Fonti: ESA, NASA
Fonte: https://www.astronautinews.it
Una nuova puntata di #SpaceTalk dedicata alle sfide del Lunar Gateway, il futuro avamposto in orbita cislunare. Con Silvia Ciccarelli e Giovanni Caprara dell'Agenzia Spaziale Italiana.
Elaborazione artistica del Lunar Gateway secondo Lockheed Martin.
Lockheed Martin è partita dal presupposto che per le missioni di lunga durata nello spazio oltre l’orbita terrestre gli astronauti avranno bisogno di locali per vivere e lavorare in modo profittevole e confortevole. Aggiungendo a questo la considerazione che, a dispetto del nome, l’ambiente spaziale non permette di avere ampi volumi abitabili, l’azienda statunitense ha indirizzato la propria ricerca in questo ambito verso la progettazione di spazi altamente organizzati e riconfigurabili a piacimento dagli occupanti per poterli sfruttare fino in fondo. In quest’ottica e nell’ambito di una cooperazione pubblico-privato come parte del contratto di studio Next Space Technologies for Exploration Partnerships (NextSTEP) Phase II di NASA, Lockheed Martin ha infine completato un primo prototipo di habitat per l’orbita lunare che sarebbe compatibile con l’architettura Gateway pensata dall’agenzia spaziale statunitense. Questo modulo abitativo aiuterà NASA a studiare e valutare le capacità che risulteranno essere critiche per stabilire una presenza sostenibile in orbita lunare e per supportare l’esplorazione pionieristica umana dello spazio profondo.
L’interno dell’Habitat Ground Test.
Il prototipo è a grandezza naturale e internamente all’azienda è chiamato Habitat Ground Test Article (HGTA) a sottolineare che si tratta di un modulo per le prove a terra che non volerà mai, almeno così com’è. È stato realizzato utilizzando un modulo cargo realizzato a suo tempo per il programma STS: si tratta del MPLM (Multi-Purpose Logistics Module) Donatello. I MPLM sono dei moduli logistici multi uso, come recita il loro nome, sviluppati durante il programma STS con funzioni di trasporto materiale da e per la Stazione Spaziale Internazionale (ISS): venivano inseriti carichi nella stiva dell’orbiter e, una volta raggiunta la stazione, agganciati a uno dei boccaporti di questa tramite il braccio robotico, manovra comunemente chiamata berthing; esaurita la loro missione venivano riposti nella stiva e riportati a terra con il loro carico. Costruiti in Italia, a Torino, da Thales Alenia Space per conto di NASA ma con contratto dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), sono stati battezzati con i nomi di 3 grandi artisti italiani del Rinascimento:
- Leonardo primo volo 08 marzo 2001 con la missione STS-102 e orbiter Discovery
- Raffaello primo volo 19 aprile 2001 con la missione STS-100 e orbiter Endeavour
- Donatello che non ha mai effettuato missioni.
Con spirito goliardico in molti, NASA compresa, hanno sempre sorriso associando questi nomi a quelli delle celeberrime Tartarughe Ninja e ne è nata anche una collaborazione con i Mirage Studios per la realizzazione delle toppe di volo con il logo del programma.
Il logo dei MPLM.
Prima della fine del programma STS l’agenzia spaziale statunitense ha pensato di utilizzarne uno come deposito materiale da mantenere sulla ISS e così è stato: dopo i lavori di modifica necessari, Leonardo è stato agganciato alla stazione durante la missione STS-133 del 24 febbraio 2011 con il nome di Permanent Multipurpose Module (PMM) e da allora è uno dei moduli della stazione. Forse è stata questa idea a dare lo spunto a Lockheed Martin per la realizzazione del proprio prototipo utilizzando Donatello. Sembra poi che anche Raffaello possa avere una seconda vita come modulo della futura Axiom Commercial Space Station di Axiom Space.
Esempio degli strumenti di realtà aumentata usati in HGTA.
Il gruppo di progettazione di Lockheed Martin ha utilizzato tecniche di prototipizzazione rapida e moderni strumenti di progettazione come realtà virtuale e aumentata per lavorare sugli interni sfruttando tutto il volume disponibile per posizionare tutta una serie di dispositivi necessari per le operazioni scientifiche ma anche che per le incombenze personali dei futuri abitanti del modulo. In questo processo di ottimizzazione si è cercato anche di sfruttare tutte quelle capacità già studiate per lo spazio profondo che sono state sviluppate dalla stessa azienda del Maryland per la capsula Orion di NASA. In questo processo che è durato circa 5 mesi, si è dato fondo anche alle altre esperienze che l’azienda ha accumulato nel tempo, in particolare dovendo sviluppare qualcosa da piazzare oltre l’orbita terrestre, sono state messe a frutto tutte quelle piccole lezioni imparate progettando e gestendo alcune delle missioni robotiche interplanetarie nello spazio profondo come OSIRIS-REx o InSight, integrando così delle capacità robotiche affidabili e sicure già testate. La squadra di NextSTEP inoltre ha impiegato tecnologie di realtà aumentata per esemplificare e studiare l’allestimento lasciandosi al contempo l’opportunità di poter ridefinire e completare in futuro il progetto proposto sfruttando eventuali ulteriori fondi per la ricerca e lo sviluppo che verranno messi a disposizione. "Durante tutto il processo di progettazione e ingegnerizzazione di questo fedele prototipo, abbiamo tenuto bene a mente la diversità delle missioni da compiere. Pensando da subito alla modularità, il nostro progetto può supportare missioni scientifiche in orbita lunare e sulla superficie insieme a operazioni commerciali, tutto mentre accelera il cammino verso la Luna." Queste le parole di Bill Pratt, il direttore del progetto NextSTEP per conto di Lockheed Martin che ha aggiunto: "Ritornare sulla Luna, e in seguito su Marte, non è un’impresa da poco, ma il nostro personale è visionario. Hanno lavorato per impiegare le lezioni imparate nella nostra esperienza con le missioni robotiche nello spazio profondo in questo mezzo spaziale unico nel suo genere nei dintorni della Luna."
Personale di LM all’interno del Habitat Ground Test.
Il gruppo di lavoro di Lockheed Martin a breve trasferirà il prototipo presso il gruppo NASA NextSTEP per una loro valutazione. Durante l’ultima settimana di marzo, un gruppo di astronauti NASA soggiornerà all’interno del prototipo, valutando la distribuzione degli spazi e fornendo valutazioni e consigli. Il gruppo NASA validerà inoltre l’intero progetto e in particolare potrà valutare le interfacce standard e comuni, come l’International Docking System Standard (IDSS), e come utilizzare questi sistemi in missioni di lunga durata sul Lunar Gateway. Una volta che le valutazioni di NASA saranno completate, Lockheed Martin continuerà a ottimizzare e studiare il prototipo per prepararsi adeguatamente alla sfida lunare.
Fonte: https://www.astronautinews.it
Una stazione spaziale in orbita cislunare che possa essere il punto di partenza per le future esplorazioni interplanetarie, sia verso la Luna e sia verso Marte, da effettuare a bordo di un nuovo veicolo. La NASA mostra, anche se ancora su carta, il Deep Space Gateway e il Deep Space Transport, le pietre angolari del suo Journey To Mars. In previsione della chiusura della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), fissata al 2024, per la NASA è ora di guardare all’orbita della Luna e costruire un avamposto per le future misure interplanetarie. Dopo anni di critiche a causa della scarsità di dettagli, il Journey to Mars, la roadmap della NASA per la conquista umana di Marte, trova dunque il suo concreto punto di partenza. Il riferimento temporale è il prossimo decennio, con l’idea di seguire lo stesso approccio di cooperazione internazionale che ha caratterizzato l’esperienza della ISS. «Mi immagino diversi partner, sia commerciali che internazionali, che possano contribuire al Deep Space Gateway» ha spiegato l’Amministratore della NASA per l’esplorazione umana dello Spazio William Gerstenmaier il 28 marzo scorso, presentando il progetto. Gli strumenti pratici per la costruzione del Gateway saranno essenzialmente lo Space Launch Sysyem (SLS), il vettore super-pesante della NASA attualmente in fase di sviluppo e l’Orion, la capsula per il trasporto dell’equipaggio. La scelta dell’orbita cislunare – una particolare orbita tra la Terra e la Luna – è dettata essenzialmente dal vantaggio che l’area intorno al satellite offre. Si tratta di un ambiente di Spazio profondo relativamente vicino, dove è possibile «acquisire esperienza per le missioni umane verso l’interno del Sistema Solare», accedere facilmente alla superficie della Luna con missioni robotiche e che offre il beneficio della possibilità di tornare sulla Terra «in giorni e non in settimane o mesi».
Ricostruzione artistica del lancio del vettore Sls.
La costruzione del Deep Space Gateway.
Secondo le slide mostrate da Gerstenmaier nel corso della sua presentazione, il Deep Space Gateway sarà costruito tra il 2023 e il 2026 e sarà composto da quattro sezioni: un modulo di servizio e propulsione, un piccolo habitat per l’equipaggio, una sezione logistica e un airlock per il docking (attracco) della capsule come l’Orion e di eventuali altri moduli. Il trasporto delle componenti sarà assicurato dalla variante Block 1B dell’SLS, che prevede l’Exploration Upper Stage attualmente in fase di sviluppo. In particolare, la NASA comincerà a costruire il Deep Space Gateway a partire dalla seconda missione dell’SLS (Exploration Mission-2, EM-2), prevista nel 2023, e poi continuerà al ritmo di un lancio all’anno. Le missioni sfrutteranno la grande potenza dell’SLS, in grado di portare in orbita cislunare sia capsule con equipaggio e sia elementi cargo. Stando alle slide, ogni modulo avrà una massa di circa 10 tonnellate metriche, per un totale di circa 40 tonnellate complessive dell’intero Gateway. Si tratta di una massa pari a circa un decimo dell’attuale ISS e di quasi la metà della futura stazione spaziale cinese. Il primo volo dell’SLS (EM-1) è previsto al momento senza equipaggio nel 2018, anche se l’agenzia americana sta valutando la possibilità di volare subito con quattro astronauti. In questo caso l’EM-1 slitterebbe di uno o due anni. Ulteriore supporto logistico alla costruzione del Deep Space Gateway arriverà da missioni di altri lanciatori, siano essi privati americani o dei partner internazionali. La propulsione della nuova stazione sarà garantita da motori elettrici, che serviranno sia per il mantenimento della stabilità e sia per lo spostamento in orbite diverse, che potranno essere scelte in base alle esigenze. Oltre alla costruzione del Gateway, l’SLS Block 1B Cargo sarà utilizzato anche per portare verso Giove la sonda Europa Clipper, che avrà il compito di studiare l’omonima luna gioviana.
Idee al vaglio.
Per il Deep Space Gateway la NASA prevede di utilizzare le tecnologie attualmente già disponibili, che secondo l’agenzia possono essere valide sia per acquisire esperienza per le missioni di lunga durata e sia per sviluppare nuove tecniche e approcci innovativi. È da qualche anno, non a caso, che l’agenzia ha chiesto ai suoi principali contractor industriali di preparare alcuni concept per un eventuale base in orbita cislunare. Orbital ATK, ad esempio, ha proposto un habitat interplanetario basato sull’integrazione tra la Cygnus, una delle capsule attualmente utilizzate per rifornire la ISS, e l’Orion. Lockheed Martin, invece, ha presentato il Mars Base Camp, una stazione dotata due navette Orion. Il Deep Space Gateway, tuttavia, potrebbe essere basato – in tutto o in parte – sui moduli gonfiabili attualmente in fase di sviluppo da parte di Bigelow Aerospace. Ad oggi Bigelow ha messo in orbita solo diversi moduli di prova e il BEAM – installato lo scorso anno sulla ISS come sezione sperimentale – ma per l’inizio del prossimo decennio sta valutando la possibilità di portare nello spazio un modulo più grande, conosciuto come B330, da aprire ai privati e al turismo spaziale. Nel caso la tecnologia di Bigelow si dimostrasse valida, potrebbe essere largamente utilizzata per il Deep Space Gateway per via della sua relativa facilità di trasporto. In ogni caso, la NASA ha spiegato di essere «aperta a nuove idee sia dal punto di vista programmatico che tecnico», quindi è ipotizzabile che i dettagli industriali e tecnologici concreti del Deep Space Gateway arriveranno solo dopo un confronto con i partner internazionali e privati. Tra questi ultimi potrebbe esserci United Launch Alliance (ULA), la joint venture tra Boeing e Lockheed Martin nel settore dei lanciatori. Nel corso dello Space Symposium iniziato oggi a Colorado Spring, negli Stati Uniti, ULA presenterà la sua roadmap per lo sviluppo di un’economia sostenibile in orbita cislunare. Dalle slide pubblicate da ULA sui suoi profili social emerge come predominante il ruolo dell’azienda, ma non è da escludere che il piano della joint venture e quello della NASA possano essere integrati.
La fase 2: il Deep Space Transport.
Terminata la costruzione del Deep Space Gateway, la NASA prevede di passare alla seconda fase, lo sviluppo di un mezzo di trasporto in grado di portare gli uomini sugli altri pianeti del Sistema Solare, il Deep Space Trasport. In questo caso, la prospettiva temporale è tra il 2027 e il 2028, con la prima missione di un anno intorno alla Luna fissata al 2029. Dopo il 2030, invece, sarà possibile pensare a viaggi di lunga durata verso Marte. Il veicolo, in particolare, sarà riutilizzabile, userà una combinazione di propulsione elettrica e chimica e sarà specificamente progettato per missioni di lunga durata. Sul Deep Space Transport l’agenzia ha fornito meno dettagli, poiché l’idea è applicare quanto verrà appreso con l’esperienza del Deep Space Gateway. Il Gateway sarà di fatto il punto di partenza del Transport, che sarà attraccato stabilmente sulla stazione cislunare. Il Deep Space Gateway sarà dunque un vero e proprio avamposto umano nello Spazio, una sorta di hub a cui potranno rivolgersi sia i privati che i partner internazionali. Si tratta di un’idea emersa più volte già in passato, che ha il vantaggio di non includere il lancio direttamente dalla Terra, particolarmente dispendioso di carburante. Con una stazione in cislunare, gli astronauti potranno partire dal pianeta con una normale capsula Orion, attraccare dopo qualche giorno al Gateway e poi far rotta verso lo Spazio interplanetario a bordo del Transport. Secondo le slide fornite dalla NASA, il Deep Space Transport avrà una massa nel core centrale di circa 40 tonnellate e verrà trasportato verso il Gateway da un SLS Block 1B in variante cargo.
Fattore Trump.
Chiaramente quelle mostrate da Gerstenmaier sono solo slide, che per trasformarsi in pratica necessitano, oltre che di numerosi finanziamenti, anche di un accordo tra i diversi attori internazionali potenzialmente coinvolti. E non è detto che il neo Presidente americano Donald Trump, il cui mandato scade nel 2021, sia in grado di riuscire nell’intento. Dal punto di vista della politica estera, fin dal suo insediamento Trump ha mostrato un atteggiamento particolarmente duro verso gli storici partner europei, con cui gli americani collaborano da tempo per progetti come la ISS e l’Orion. Inoltre, dal punto di vista interno, il Presidente ha dichiarato sia di voler vedere entro il suo mandato un americano oltre l’orbita bassa terrestre e sia di voler risolvere i problemi più vicini ai cittadini. Si tratta di due elementi chiaramente in contrasto, sui cui l’amministrazione dovrà però dare un indirizzo preciso. Altrimenti le slide di Gerstenmaier rimarranno solo su carta.
Fonte: http://www.flyorbitnews.com
