Orion (veicolo spaziale)

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Orion MPCV
Orion with ATV SM.jpg
La capsula Orion MPCV con il modulo di servizio ATV-derived
Dati generali
Operatore NASA
Nazione USA
Principale costruttore Lockeed Martin
Tipo di missioni Orbita LEO, lunare o marziana
Orbita LEO, lunare o marziana
Durata della missione 21,5 giorni
Equipaggio 4-6
Operatività
Status In sviluppo
Primo lancio 5 dicembre 2014
Ultimo lancio Non definito
Esemplari costruiti Non specificato
Esemplari lanciati 1 (EFT-1)

L’Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (precedentemente noto come Crew Exploration Vehicle, e poi come Orion Crew Exploration Vehicle) è un veicolo spaziale della NASA con un equipaggio, che sostituisce il programma Space Shuttle. Orion permetterà di raggiungere asteroidi vicini alla Terra e Marte nel 2030. Il suo sviluppo faceva parte inizialmente del programma Constellation, ma quando il 1º febbraio 2010 il Presidente degli USA, Barack Obama, annunciò l'intenzione di cancellare il programma a partire dall'anno finanziario 2011, il Senato degli Stati Uniti emendò la decisione iniziale di limitare la Orion a compiti di "navetta di salvataggio" per l'equipaggio della ISS e venne ripristinato il finanziamento di missioni oltre l'orbita terrestre. Il primo lancio di prova denominato "Exploration Flight Test 1" di una capsula Orion senza equipaggio con un razzo Delta IV, avvenuto il 5 dicembre, si è concluso con successo, raggiungendo la quota di 5700 km e compiendo due orbite terrestri per poi ammarare nel Pacifico al largo della California. Il primo volo con equipaggio è previsto per il 2021, durante la missione EM-2.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Orion Crew Exploration Vehicle (Orion CEV)[modifica | modifica wikitesto]

La proposta di creare Orion è stata, in parte, una reazione al Disastro dello Space Shuttle Columbia, al rapporto CAIB, la Commissione di indagine sulla tragedia del Columbia, ed alla revisione del programma spaziale americano da parte della Casa Bianca. Orion sostituisce il programma Orbital Space Plane (OSP). Il 14 gennaio, 2004, il presidente George Bush annunciò il CEV come componente del nuovo progetto di esplorazione dello spazio:

« Il nostro secondo obiettivo è di mettere a punto e testare un nuovo veicolo spaziale, il Crew Exploration Vehicle, entro il 2008, e condurre la prima missione con equipaggio non oltre il 2014. Il Crew Exploration Vehicle sarà capace di traghettare astronauti e scienziati alla Stazione Spaziale Internazionale dopo il ritiro degli Shuttle. Ma il principale scopo di questa nave spaziale sarà il trasporto degli astronauti oltre la nostra orbita verso altri mondi. Questa nave spaziale sarà la prima del suo genere dopo il Modulo di Comando Apollo »

Durante l’amministrazione della NASA di Sean O’ Keefe il nome del CEV venne cambiato in Orion Crew Exploration Vehicle, e venne inserito nel programma Constellation, in cui se ne prevedevano varie versioni, una con equipaggio e cargo per il rifornimento della ISS, una per il ritorno sulla Luna e una per raggiungere Marte. L’Orion CEV pesava 25 tonnellate. Consisteva in 2 moduli:

  • Il modulo dell’equipaggio, conico e pesante 9,8 tonnellate. Con un diametro di 5 metri e un’altezza di 3 metri, offriva 2,5 volte lo spazio dell’Apollo.
  • Il modulo di servizio, con una forma cilindrica, fatto in una lega Al-Li con due pannelli fotovoltaici, come quelli del Phoenix 2007 Mars Lander, propulso da un motore Aerojet AJ-10, con doppi serbatoi di ossigeno e azoto e cartucce di idrossido di litio per riciclare l’aria.

L’Orion CEV doveva essere lanciato tramite il vettore Ares I in orbita bassa terrestre, dove avrebbe dovuto raggiungere la ISS o agganciarsi al modulo Altair per effettuare missioni lunari.

Configurazione "607" dell'Orion CEV

Cancellazione del programma Constellation[modifica | modifica wikitesto]

Il 7 maggio 2009 l’amministrazione Obama ha arruolato la Commissione Augustine per effettuare una revisione completa del programma spaziale americano. La Commissione ha riscontrato che l'allora Programma Constellation aveva un budget ridotto, era in ritardo di 4 o più anni nello sviluppo di più componenti essenziali, con notevoli superamenti dei costi, e probabilmente non sarebbe stato in capace di soddisfare qualsiasi dei suoi obiettivi sotto il suo budget attuale. Di conseguenza, la commissione ha raccomandato di ridefinire gli obiettivi e le risorse. Come uno dei molti risultati sulla base di queste raccomandazioni, l’11 ottobre 2010, il programma Constellation è stato annullato, terminando lo sviluppo dell’Altair, Ares I e Ares V. L' Orion Crew Exploration Vehicle sopravvisse alla cancellazione ed è stato ribattezzato in Orion Multi- Purpose Crew Vehicle (MPCV), che sarà lanciato con il Space Launch System.

Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (Orion MPCV)[modifica | modifica wikitesto]

Dopo la cancellazione del Constellation, il progetto della Orion si è spostato dallo sviluppo di tre differenti versioni della capsula Orion, ciascuna per un compito diverso, a quello di un'unica versione in grado di svolgere più operazioni. Il 30 ottobre 2014, la ridisegnata Orion Multi-Purpose Crew Vehicle ha completato la sua prima recensione Flight Readiness (FRR), consentendo al veicolo di essere integrato con il razzo Delta IV e di essere preparato per il lancio. Il 5 dicembre 2014 è stato lanciato con successo nello spazio ed è stato recuperato in mare dopo l’ammaraggio nell’ambito della missione Exploration Flight Test 1 (EFT-1).

Design[modifica | modifica wikitesto]

L' Orion MPCV prende elementi di design di base dall’Apollo CSM che ha portato gli astronauti sulla Luna, ma la sua tecnologia e le sue capacità sono più avanzate. È stato progettato per supportare missioni di lunga durata nello spazio profondo, con fino a 21 giorni di durata in volo libero e 6 mesi quiescenti. Durante il riposo il supporto vitale per l’equipaggio è offerto da un altro modulo come un Deep Space Habitat. Sistemi di supporto vitale, di propulsione, di protezione termica e avionica del veicolo sono progettati per essere aggiornabili quando diventeranno disponibili nuove tecnologie.

Il primo modulo dell'equipaggio Orion costruito

Modulo dell’equipaggio[modifica | modifica wikitesto]

Il modulo di equipaggio Orion è la capsula di trasporto riutilizzabile che fornisce un habitat per l'equipaggio, prevede lo stoccaggio dei materiali di consumo e degli strumenti di ricerca e serve come porto di attracco per i trasferimenti di equipaggio. Il modulo dell’equipaggio è l'unica parte del MPCV che ritorna sulla Terra dopo ogni missione e ha una forma troncoconica da 57.5°. Esso ha un diametro di 5,02 metri ed è alto 3,3 metri, con una massa di circa 8,5 tonnellate. È prodotto dalla Lockheed Martin. Ha più del 50% di volume rispetto alla capsula Apollo, e porterà 4 astronauti. Dopo un ampio studio, la NASA ha selezionato come scudo termico dell’Orion il sistema ablativo Avcoat. Avcoat, che è composto da fibre di silice con una resina in un nido d'ape in fibra di vetro e resina fenolica, è stato precedentemente utilizzato nelle missioni Apollo e in alcune zone dello Space Shuttle per i primi voli.

Mockup della capsula in ottobre 2014

L’Orion CM userà tecnologie avanzate, tra cui:

  • un sistema di controllo digitale di tipo glass cockpit, derivato da quello del Boeing 787
  • la capacità di "auto-aggancio", come per la navetta russa Progress e l'europeo Automated Transfer Vehicle, con la possibilità per l'equipaggio di passare al controllo manuale del veicolo in caso di emergenza (nei programmi Gemini, Apollo e Space Shuttle è invece richiesto il controllo manuale per l'aggancio).
  • un'atmosfera mista azoto/ossigeno (N2/O2) con pressione a livello del mare (101,3 kPa, 14,7 psi) o leggermente ridotta (da 55,2 kPa a 70,3 kPa, 8,0 psi - 10,2 psi).
  • computer di bordo più moderni rispetto agli attuali veicoli spaziali.
  • Orion MPCV con uno stadio ICPS
    miglioramento del servizio di gestione dei rifiuti, con una mini toilette munita di tubo aspiratore già utilizzata sullo Shuttle e sulla Stazione Spaziale Internazionale. Questo elimina l'uso delle borse di plastica tanto odiate dagli equipaggi Apollo.

Il modulo dell'equipaggio è riutilizzabile fino a circa 10 voli. È fatto di una lega in Alluminio/litio (Al/Li), resistente come l'alluminio aeronautico dello Shuttle ma più leggero. Il modulo dell'equipaggio è ricoperto da un rivestimento protettivo in nomex usato nelle parti non critiche dello Shuttle. Per permettere a Orion di attraccare ad altri veicoli spaziali, viene utilizzato un nuovo sistema di aggancio, il NASA Docking System, una versione semplificata dell'APAS-95, l'anello di attracco universale usato nella flotta di Space Shuttle. La navicella impiega un Launch Abort System (LAS) come quello utilizzato nei programmi Mercury e Apollo, insieme a una calotta di protezione in fibra di vetro derivata dall’Apollo, per proteggere l'Orion da sollecitazioni aerodinamiche e di impatto durante i primi minuti di ascesa. Si sostiene che l'Orion MPCV sia 10 volte più sicuro durante la risalita e rientro rispetto allo Space Shuttle. Il CM è stato progettato per essere ristrutturato e riutilizzato. Inoltre, tutti i suoi componenti sono stati progettati per essere il più generici possibile, in modo che tra primo volo di prova del 2014 e il suo viaggio verso Marte previsto nel 2030, la navicella potrà essere aggiornata quando le nuove tecnologie diventeranno disponibili.

ATV-3 Edoardo Amaldi in approccio alla ISS

Modulo di servizio basato sull’ATV[modifica | modifica wikitesto]

Nel maggio 2011 il direttore generale ESA ha annunciato una possibile collaborazione con la NASA per lavorare su un successore dell'ATV (Automated Transfer Vehicle). Il 21 giugno 2012, Airbus Defence and Space ha annunciato di aver ottenuto due studi separati, ciascuno del valore di 6,5 milioni di euro, per valutare la possibilità di utilizzare la tecnologia e l'esperienza acquisita dall’ATV e dal Columbus per le future missioni. Il primo ha esaminato la possibile costruzione di un modulo di servizio, che potrebbe essere utilizzato dalla capsula Orion. Il secondo ha esaminato la possibile produzione di un versatile veicolo orbitale multiuso. Il 21 novembre 2012, l'ESA ha deciso di sviluppare un modulo di servizio ATV-derivato per la Orion MPCV. Il modulo di servizio sarà probabilmente prodotto dalla Airbus Defence and Space a Brema, in Germania. La NASA ha annunciato il 16 gennaio 2013, che il modulo di servizio ESA volerà in Exploration Mission 1, il lancio di debutto dello Space Launch System.

Launch Abort System (LAS)[modifica | modifica wikitesto]

Primo test di aborto "Pad Abort 1" di una capsula Orion fittizia

In caso di emergenza sulla rampa di lancio o durante la risalita, un sistema di fuga chiamato Launch Abort System (LAS) separerà il modulo dell’equipaggio dal veicolo di lancio tramite il lancio di un razzo a propellente solido. Ci sono due sistemi di propulsione nel LAS: il motore di controllo dell'assetto (ACM) e il motore a getto (JM). Il 10 luglio del 2007, Orbital Sciences, il primo contractor per il LAS, ha assegnato alla Alliant Techsystems (ATK) 62,5 milioni dollari subcontratto per progettare, sviluppare, produrre, testare e consegnare un Launch Abort System. Il 9 luglio del 2008, la NASA ha annunciato che ATK aveva completato un banco di prova verticale in un impianto di Promontorio, Utah per testare i motori del LAS per Orion. Un altro contractor a lungo tempo, Aerojet, si è aggiudicato la progettazione e lo sviluppo del motore a getto per il LAS. A partire da settembre 2008 Aerojet ha, insieme con i membri del team Orbital Sciences e Lockheed Martin, dimostrato con successo due prove di accensione in scala reale del motore a getto. Questo motore è importante per ogni volo per allontanare il LAS dall’Orion dopo un lancio di successo. Il motore funziona nello stesso modo in uno scenario di aborto.

Fondi[modifica | modifica wikitesto]

Rendering del lancio di un SLS Block I con a bordo l'Orion MPCV

Nell'anno fiscale 2015, la NASA ha ricevuto uno stanziamento di 1,2 miliardi di dollari dal Congresso per il programma Orion, un importo che è di circa 150 milioni di dollari superiore a quello richiesto dall'amministrazione Obama.

Missioni previste[modifica | modifica wikitesto]

Programmazione missioni previste al Febbraio 2015:

Exploration Flight Test-1 (EFT-1): primo lancio di prova senza equipaggio di una capsula Orion MPCV senza equipaggio tramite un Delta IV Heavy. Lanciata con successo il 5 dicembre 2014

Exploration Mission 1 (SLS-1/EM-1): Invio di un Orion/MPCV senza equipaggio attorno alla Luna. Primo volo del razzo vettore SLS. Prevista per Dicembre 2018

Exploration Mission 2 (SLS-2/EM-2): Invio di un Orion/MPCV con equipaggio attorno alla Luna. Ribattezzate Exploration Mission-2. Prevista per Agosto 2021

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

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