Automated Transfer Vehicle

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Automated Transfer Vehicle
View of ATV-2 - cropped and rotated.jpg

ATV2 Johannes Kepler
Informazioni
Funzione Veicolo da rifornimento per la Stazione Spaziale Internazionale
Produttore Europa Thales Alenia Space, EADS Astrium, Oerlikon Space, Dutch Space, Snecma, Alcatel Espacio, Crisa, MAN Russia RSC Energia[1]
Nazione Europa
Equipaggio Nessuno, automatizzato
Dimensioni
Altezza 10,3 m
Diametro 4,5 m[2]
Carico utile (lancio) 7 667 kg[3]
Carico utile (rientro) Nessuno
Massa 20 750 kg[2]
Volume pressurizzato 48 m3[4]
Energia elettrica
Sorgente 4 panelli solari per quattro braccia e batterie ricaricabili da 40 Ah
Stazza 22,3 m
Potenza generata 3 800 W
Propulsori
Propulsori principali 4 × 490 N, Aerojet (GenCorp) modello R-4D-11
Propulsori di manovra 28 × 220 N per controllo altitudine e manovra, Astrium Lampoldshausen
Lancio
Basi di lancio ELA-3, Centre spatial guyanais
Booster Ariane 5

L'Automated Transfer Vehicle (ATV), ovvero Veicolo di Trasferimento Automatizzato, è un veicolo spaziale sviluppato dall'Agenzia Spaziale Europea nell'ambito del programma ISS (International Space Station - Stazione Spaziale Internazionale).

Il lancio della prima missione dell'ATV, denominata Jules Verne è stato più volte rinviato ed è stato effettuato il 9 marzo 2008 alle 6:03 GMT; il rendezvous con la ISS è stato effettuato con successo il giorno 3 aprile, dopo alcune prove di manovra in volo libero e la conclusione della missione STS-123 dello Space Shuttle[5].

Il compito fondamentale di questo gigante automatico è quello di rifornire, teoricamente senza controllo dalla stazione di terra, la stazione spaziale di acqua, aria, cibo, carburante, pezzi di ricambio e attrezzatura scientifica. Altro compito è quello di riportare nella giusta orbita la ISS, infatti la stazione a causa dell'attrito con l'atmosfera terrestre perde quota; infine dopo essere stato riempito con i rifiuti prodotti ed accumulati sulla stazione viene lasciato bruciare sopra l'oceano Pacifico durante il rientro nell'atmosfera.

Il progetto[modifica | modifica sorgente]

Serbatoio del carburante

L'ATV è stato pensato come parziale sostituto dei Progress russi (in effetti si useranno congiuntamente a seconda delle esigenze) ma ha una capacità tripla rispetto a questi. Analogamente ai Progress, l'ATV può caricare sia generi di sostentamento per la Stazione Spaziale Internazionale che carichi scientifici tenuti in ambiente pressurizzato, dove gli astronauti potranno entrare senza bisogno di usare tute spaziali. Inoltre, sempre analogamente ai Progress, l'ATV viene riutilizzato come "secchio" della spazzatura prodotta sulla ISS, disintegrandosi durante il rientro nell'atmosfera.

La sezione pressurizzata è basata sul Multi-Purpose Logistics Module (MPLM) di costruzione italiana, che è da tempo in uso come modulo di trasporto dallo Space Shuttle.

Il sistema di aggancio consiste di due videometri e due telegoniometri costruiti dalla Sodern[6]. In aggiunta è presente un'antenna ridondante di costruzione russa[7] che fornisce ulteriori dati, fabbricata dalla azienda ukraina Kurs. Le immagini video sono fornite da una telecamera posta sul modulo Zvezda. Questo sistema è simile a quello utilizzato sia nelle navette Sojuz che nelle navette Progress.

Ogni ATV pesa al lancio circa 20 t ed ha la capacita di imbarcare fino a 9 tonnellate di carico utile di cui:

  • 1500 – 5500 kg di "dry cargo" (beni alimentari, carichi scientifici, ecc.)
  • 0 – 840 kg di acqua potabile
  • 0 – 100 kg di gas (Azoto, Ossigeno, aria, ecc.)
  • 0 – 4700 kg di propellente per le manovre correttive e il rifornimento della ISS

Dopo essersi sganciato dalla Stazione Spaziale l'ATV viene spinto in un'orbita di rientro nell'atmosfera che brucerà anche le 6,5 t di rifiuti caricati a bordo.

Sviluppo[modifica | modifica sorgente]

L'appaltatore principale per l'ATV è la EADS Astrium Space Transportation, che guida un consorzio di molti subappaltatori. I contratti e gli accordi sono stati firmati nel 2004 per cinque unità, che verranno lanciate circa ogni due anni. Il primo ATV è giunto allo spazioporto dell'ESA a Kourou, nella Guiana francese il 31 luglio 2007 dopo un viaggio di due settimane da Rotterdam[8] ed è stato lanciato il 9 marzo 2008. La EADS costruisce gli ATV in una fabbrica a Brema. La RCS Energia ha firmato un contratto da 40 milioni di euro con uno dei principali subappaltatori di EADS, l'azienda italiana Thales Alenia Space, per la fabbricazione del sistema di aggancio russo, il sistema di rifornimento ed il sistema di controllo dell'equipaggiamento. Inoltre è responsabile della produzione della sezione pressurizzata, che avviene a Torino.

Missione tipo[modifica | modifica sorgente]

Ciclo di vita dell'ATV. (Provenienza File: ESA)

Una tipica missione dell'ATV inizia con l'immissione in un'orbita ad un'altezza massima di 300 km grazie al lanciatore Ariane 5, con decollo dalla base di lancio equatoriale dell'ESA nella Guiana Francese. Sotto la responsabilità del centro di controllo Europeo a Tolosa (Francia), l'ATV si separa dall'Ariane e il sistema di navigazione viene attivato. I razzi orbitali e quelli di assetto (per controllare la sua orientazione) vengono usati per inserire l'ATV nell'orbita di trasferimento verso la ISS.

Dopo tre giorni di aggiustamenti orbitali, l'ATV arriva nei pressi della stazione e inizia la fase di navigazione relativa da circa 30 km dietro e 5 km sotto la Stazione. Durante le successive due orbite si effettua la manovra di approccio finale che si conclude con l'attracco alla ISS.

Questa fase è totalmente automatica (da cui il nome del veicolo) ma se nelle fasi finali di rendezvous e docking dovessero sorgere problemi (riportati dal computer o dall'equipaggio della Stazione), una sequenza pre-programmata di manovre anti-collisione verrebbe eseguita, allontanando l'ATV dalla Stazione senza nessun intervento necessario da terra o da parte dell'equipaggio della stazione.

Per un tempo di 6 mesi al massimo, l'ATV può rimanere connesso alla ISS in modalità di riposo, con la porta di collegamento perennemente aperta. Ad intervalli che possono andare dai 10 ai 45 giorni, i razzi dell'ATV aumenteranno l'altitudine della stazione.

Una volta che la sua missione è compiuta ed è stato riempito di rifiuti, la porta viene chiusa dall'equipaggio della stazione ed la manovra di separazione automatica dalla ISS ha inizio. Il rimanente propellente viene usato per inserire l'ATV in un'orbita inferiore che lo porterà ad una traiettoria di rientro distruttivo controllato nell'atmosfera terrestre sopra l'Oceano Pacifico.

L'ATV viene monitorato e controllato dall'ATV Control Centre situato al Toulouse Space Centre a Tolosa. Questo centro è responsabile per la pianificazione e l'esecuzione di ogni manovra orbitale e ogni aspetto della missione dal momento della separazione dal vettore di lancio alla distruzione controllata nell'atmosfera. Il centro ha una linea di comunicazione diretta con il Columbus Control Center a Oberpfaffenhofen in Germania. Quest'ultimo fornisce all'ATV Control Centre l'accesso alle reti di telecomunicazioni TDRSS (statunitense) e Artemis (europea) per poter comunicare con l'ATV e con la Stazione Spaziale. L'ATV Control Centre inoltre coordina le proprie azioni con il Mission Control Centre di Houston, con il FKA Mission Control Centre a Mosca e con il Centre spatial guyanais a Kourou, nella Guiana Francese[9].

Possibili evoluzioni[modifica | modifica sorgente]

Possibilità CSTS design
  • MSS (Mini Space Station - Mini Stazione Spaziale) è una evoluzione del concetto di ATV. Questo progetto prevede il lancio di vari ATV modificati rispetto al modello attuale. Le modifiche comprenderebbero due porte di aggancio, su entrambe le estremità, e un sistema di propulsione di forma cilindrica attorno ad un tunnel centrale. In questo modo si potrebbero collegare assieme vari ATV, oppure collegare un ATV con una navetta Progress o una Sojuz assieme.
  • PARES (PAyload REtrieval System - Sistema di recupero dei carichi) è un progetto per inserire una capsula di rientro (simile alla capsula VBK-Raduga) in un ATV, in modo da poter inviare a terra alcune decine di kg di materiale. Questa capsula sarebbe quindi dotata di uno scudo termico. Il sistema potrebbe essere utilizzato nelle navette Progress e H-II.
  • CARV (Cargo Ascent and Return Vehicle - veicolo di trasporto di ascesa e rientro) ipotizza l'uso di una capsula più grande, in grado di riportare a terra alcune tonnellate di carico. Questa capsula potrebbe essere installata al posto della stiva di carico pressurizzata. Inoltre, potendolo agganciare alla parte statunitense della stazione spaziale, che è dotata di portelli di aggancio più grandi, si potrebbe utilizzare questa capsula per trasferire interi scaffali (rack) dall'ATV alla stazione, cosa che non è possibile fare attualmente. Tali veicoli potrebbero essere disponibili per il 2010; tuttavia l'ESA ha dato priorità al progetto PARES a scapito del progetto CARV.
  • CTV (Crew Transport Vehicle - veicolo di trasporto equipaggio) - questa modifica è simile alla variante del progetto CARV e prevede la sostituzione dell'Integrated Cargo Carrier con una capsula di rientro pressurizzata, dotata di un sistema di fuga per l'equipaggio. Esso consisterebbe di alcuni razzi in grado di spingere la capsula dell'equipaggio lontano dal lanciatore e/o dal modulo di servizio in caso di emergenze. Il CEV potrebbe contenere 4 o 5 persone[10].

Versione con equipaggio[modifica | modifica sorgente]

EADS Astrium e il German Aerospace Center hanno annunciato il 14 maggio 2008 che è stato avviato un progetto per modificare l'ATV in modo che possa trasportare anche degli astronauti[11]. Questa versione sarà in grado di lanciare 3 astronauti in orbita terrestre bassa con un lanciatore Ariane 5 modificato e sarà più spaziosa della Sojuz[12]. Se il progetto verrà approvato dall'ESA allora lo sviluppo avverrà in due fasi:

  1. attorno al 2013 verrà sviluppata una prima versione senza equipaggio, in grado di trasportare dei materiali dallo spazio sulla Terra in sicurezza (progetto CARV): questa versione sarà inoltre utile per la realizzazione della missione Mars Sample Return, che prevede di inviare una sonda su Marte e farla tornare con una capsula di campioni di roccia marziana sulla Terra;
  2. successivamente verrà adattata la capsula esistente per poter trasportare in sicurezza degli astronauti, nell'arco di tempo di 4 o 5 anni e al costo di un paio di miliardi di euro[12][13].

Sia l'ESA che EADS Astrium sono al lavoro anche sul programma Crew Space Transportation System, in collaborazione con la JAXA e l'Agenzia Spaziale Russa: uno dei due progetti potrebbe essere abbandonato a favore dell'altro in futuro.

Lista di missioni ATV[modifica | modifica sorgente]

Nome Lancio (UTC) Docking con ISS (UTC) Sganciamento (UTC) Rientro distruttivo (UTC)
1 ATV-001 Jules Verne 9 marzo 2008, 04:03 3 aprile 2008, 14:45 5 settembre 2008, 21:29 29 settembre 2008, 15:30
2 ATV-002 Johannes Kepler 16 febbraio 2011, 21:50 24 febbraio 2011, 16:08[14] 20 giugno 2011, 14:46[15] 21 giugno 2011, 22:44[16]
3 ATV-003 Edoardo Amaldi 23 marzo 2012, 04:34[17] 28 marzo 2012[18] 28 settembre 2012, 21:46 3 ottobre 2012, 01:30
4 ATV-004 Albert Einstein 5 giugno 2013, 21:52 15 giugno 2013, 14:07 28 ottobre 2013, 08:55 2 novembre 2013
5 ATV-005 Georges Lemaître giugno 2014 (prevista)

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ ATV industry. URL consultato il 29 marzo 2012.
  2. ^ a b ATV configuration, Esa.int, 9 marzo 2010. URL consultato il 1º marzo 2011.
  3. ^ Automated Transfer Vehicle (ATV) Utilisation Relevant Data Rev. 1.2 (PDF), ESA ERASMUS User Centre.
  4. ^ ESA - ATV Integrated Cargo Carrier, Esa.int, 9 marzo 2010. URL consultato il 1º marzo 2011.
  5. ^ Europe launches its first re-supply ship – Jules Verne ATV – to the ISS, ESA. URL consultato il 9 marzo 2008.; Europe’s automated ship docks to the ISS, ESA. URL consultato il 7 aprile 2008.
  6. ^ ESA, Rendezvouz and Docking Technology, 1º febbraio 2008. URL consultato il 24 giugno 2008.
  7. ^ ESA, Power system and avionics, 3 marzo 2008. URL consultato il 24 giugno 2008.
  8. ^ ESA, ATV arrives at Europe's Spaceport, 1º agosto 2007. URL consultato il 3 agosto 2007.
  9. ^ ESA, ATV Control Centre. URL consultato il 3 aprile 2008.
  10. ^ EADS, ATV Evolution. URL consultato il 24 giugno 2008.
  11. ^ BBC News, Europe could get manned spaceship.
  12. ^ a b BBC News, Berlin unveils 'crewed spaceship'. URL consultato il 24 giugno 2008.
  13. ^ businessweek, Europe Plans Manned Spaceship, 14 maggio 2008. URL consultato il 24 giugno 2008.
  14. ^ (EN) Comunicato ESA aggancio riuscito. URL consultato il 25 febbraio 2011.
  15. ^ (EN) Huge Robot Cargo Ship Departs Space Station. URL consultato il 22 giugno 2011.
  16. ^ (EN) Post sul blog in cui si comunica la fine missione. URL consultato il 22 giugno 2011.
  17. ^ (EN) Europe’s smart supply ship on its way to Space Station. URL consultato il 23 marzo 2012.
  18. ^ (EN) ATV-3 Arrives at Station, NASA. URL consultato il 29 settembre 2012.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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