CST-100 Starliner

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CST-100 "Starliner"
CST-100 Starliner in Orbit.jpg
Rendering del CST-100 "Starliner" in orbita
Dati generali
OperatoreNASA
NazioneUSA
Principale costruttoreBoeing in collaborazione con Bigelow Aerospace
Tipo di missioniMissioni con equipaggio verso la ISS
OrbitaLEO
Durata della missione7 mesi (attraccata)
Equipaggio7
Operatività
StatusIn sviluppo
Primo lancioGiugno 2018
Esemplari costruiti0
Esemplari lanciati0
Veicoli correlati

Il CST-100 Starliner (Crew Space Transportation-100) è una capsula spaziale proposta da Boeing in collaborazione con Bigelow Aerospace, aziende private entrate nel programma Commercial Crew Development (CCDev) della NASA. La sua missione primaria è quella di trasportare gli equipaggi della Stazione Spaziale Internazionale[1] e di eventuali stazioni spaziali private, come la programmata Bigelow Aerospace Commercial Space Station[2].

Esternamente è simile alla capsula Orion costruita dalla Lockheed Martin per la NASA[3]. La capsula ha un diametro di 4,56 metri[1], è più grande dell'Apollo CSM ma più piccola della Orion[4]. Il CST-100 può ospitare equipaggi di sette persone, può restare in orbita attraccata ad una stazione fino a sette mesi ed è riutilizzabile fino a dieci missioni[5]. Inoltre è compatibile con diversi vettori, come l'Atlas V, il Delta IV o il Falcon Heavy, ed il futuro Vulcan[6]. Il veicolo di lancio iniziale sarà l'Atlas V[7], lanciato dal'SLC-41 della Cape Canaveral Air Force Station, in Florida.

Nella prima fase del programma CCDev la NASA conferì a Boeing un contratto di 18 milioni di dollari per uno studio preliminare[8]. Nella seconda fase Boeing ottenne 93 milioni di dollari per un ulteriore studio[9]. Il 3 agosto 2012 la NASA annunciò che Boeing aveva ottenuto un contratto di 460 milioni di dollari per continuare così a lavorare sul CST-100 sotto il programma Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap)[10]. Il 16 settembre 2014 la NASA ha selezionato il CST-100, assieme al Dragon V2 di SpaceX, per il programma Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap), con un contratto di 4,2 miliardi di dollari[11]. Si prevede che la capsula volerà per la prima volta, senza equipaggio, nel Giugno 2018, per poi effettuare il primo volo con equipaggio nell'Agosto 2018, portando due astronauti verso la ISS nel primo volo operativo a Dicembre 2018[12].

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Sfondo[modifica | modifica wikitesto]

Il disegno attinge all'esperienza di Boeing con l'Apollo CSM, lo Space Shuttle e l'ISS per la NASA, e al progetto per il Dipartimento di Difesa Orbital Express[13]. Il CST-100 non ha ereditarietà dall'Orion, ma molto spesso viene confuso con la più vecchia e semplice Orion Lite proposta da Bigelow Aerospace con l'assistenza tecnica della Lockheed Martin[14]. Userà il NASA Docking System per l'attracco ed il Boeing Lightweight Ablator (BLA) per il suo scudo termico.[15][16][17]

Sviluppo[modifica | modifica wikitesto]

Il nome CST-100 venne utilizzato inizialmente quando la capsula fu annunciata dal CEO di Bigelow Aerospace Robert Bigelow nel Giugno 2010[18]. CST è l'acronimo di Crew Space Transportation (Trasporto spaziale umano)[19], sebbene sia stato riportato che il numero 100 sta per l'altezza a cui si trova la linea di Kàrmàn, 100 km dal livello del mare, la quale definisce teoricamente il confine tra Terra e spazio[20][21]; la denominazione era infatti una designazione arbitraria creata dalla sede centrale. Il Rocketdyne RS-88 (Bantam) verrà utilizzato per il Launch Escape System (LES)[22].

Capsula di pressione del CST-100 nell'OPF-3 nell'Ottobre 2011.

Ricevendo pieni finanziamenti dal contratto della fase 1 del programma CCDev, lo Space Act Agreement si è prefissa alcuni obiettivi da raggiungere nel corso del 2010[23]:

  • Studio commerciale e selezione tra LES a spinta o a trazione;
  • Recensione della definizione del sistema;
  • Test dimostrativo dell'hardware del sistema di aborto;
  • Dimostrazione di base del processo produttivo dello scudo termico;
  • Dimostrazione delle attrezzature d'integrazione dei sistemi d'avionica;
  • Dimostrazione della fabbricazione dello scudo di pressione del modulo dell'equipaggio;
  • Dimostrazione del sistema di atterraggio (test di caduta e test di raddrizzamento ad acqua);
  • Dimostrazione della capacità revitalizzativa dell'aria del supporto vitale;
  • Dimostrazione del sistema di rendez-vous e attracco autonomo;
  • Dimostrazione di un modello di modulo dell'equipaggio.
Mockup del CST-100.

A Luglio 2010, Boeing ha stabilito che la capsula sarebbe potuta divenire operativa nel 2015 se con sufficienti approvazioni e fondi, ma ha anche indicato che avrebbe proceduto con lo sviluppo del CST-100 solo se la NASA l'avesse implementato all'iniziativa di trasporto umano commerciale annunciata dall'amministrazione Obama ad inizio FY11. L'esecutivo di Boeing Roger Krone aveva stabilito che l'investimento della NASA avrebbe permesso a Boeing di concludere il business case, che sarebbe molto difficile da chiudere senza finanziamenti dalla NASA. Inoltre, anche una seconda destinazione oltre alla ISS sarebbe stata necessaria per raggiungere lo scopo, e per questo la collaborazione con Bigelow Aerospace si rivelò fondamentale[4].

Boeing vinse il contratto da 92,3 milioni di dollari dalla NASA nell'Aprile 2011 per continuare lo sviluppo del CST-100 sotto la fase 2 del programma CCDev[24]. Il 3 Agosto 2012 la NASA ha annunciato il premio di 460 milioni di dollari a Boeing per continuare a lavorare sul CST-100 sotto il programma Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap)[25].

Il 31 Ottobre 2011 la NASA annunciò che attraverso una collaborazione con Space Florida, la Orbiter Processing Facility-3 al Kennedy Space Center sarebbe stata affittata alla Boeing per costruire e testare il CST-100[26].

Test in galleria del vento della linea esterna della forma del CST-100.

Il 16 settembre 2014 la NASA ha selezionato Boeing (CST-100) e SpaceX (Dragon V2) come le due aziende che avrebbero ricevuto finanziamenti per sviluppare sistemi di trasporto con equipaggi americani verso la Stazione Spaziale Internazionale. Boeing vinse un contratto da 4,2 miliardi di dollari per completare e certificare il CST-100 entro il 2017, mentre SpaceX vinse un contratto da 2,6 miliardi di dollari per completare e certificare il proprio Dragon V2. Il contratto prevede almeno un volo di test con equipaggio con almeno un astronauta della NASA a bordo. Una volta ottenuta la certificazione, lo Starliner della Boeing dovrà effettuare da 2 a 6 voli con equipaggio verso la ISS[27]. William H. Gerstenmaier, della NASA, considera il CST-100 come la migliore proposta, ritenendola più resistente delle altre[28].

Parte del contratto della NASA permette a Boeing di vendere posti per turisti spaziali. Boeing propose un solo posto per volo per una sola persona ad un prezzo molto competitivo rispetto a quello offerto dalla Roscosmos[29].

Il 4 Settembre 2015 Boeing ha annunciato che il CST-100 sarebbe stato chiamato ufficialmente CST-100 Starliner, un nome che segue le convenzioni del 787 Dreamliner prodotto da Boeing Commercial Airplanes[30]. Nel Novembre 2015 la NASA ha annunciato che non ha selezionato Boeing nell'ambito della fase 2 del programma Commercial Resupply Services (CRS)[31].

L'articolo strutturale di test durante l'assemblaggio.

Nel Maggio 2016 Boeing posticipò le previsioni del primo lancio del CST-100 da fine 2017 a inizio 2018.[32][33]

Nell'Ottobre 2016 Boeing posticipò ulteriormente il suo programma di sviluppo e test di altri 6 mesi, da inizio 2018 a fine 2018, a causa di problemi di produzione sul secondo CST-100. Si spera di riuscire a lanciare astronauti NASA verso la ISS entro Dicembre 2018.[33][34] I motivi sono da ricercarsi in alcuni ritardi nella linea di approvvigionamento dei componenti della capsula da parte di alcuni fornitori; inoltre in un difetto di produzione che ha provocato la sostituzione completa della parte inferiore della cellula pressurizzata della capsula 2 (composta di due elementi fondamentali saldati insieme) e destinata al primo volo con astronauti; anche a causa di un serraggio non corretto della parte che avrebbe dovuto mantenere il blocco di alluminio immobile durante la lavorazione, quest’ultimo ha subito alcuni piccoli movimenti non rilevati e che hanno provocato una lavorazione errata successiva. Questo ha comportato la sostituzione dell’intera parte con una di nuova produzione; infine, un problema ai test di certificazione di componenti minori della capsula ha definitivamente portato a uno slittamento dei tempi di un paio di mesi sull’attuale tabella di marcia.[35]

Testing[modifica | modifica wikitesto]

Test della capsula CST-100 al Delamar Dry Lake, Nevada, con gli airbag dispiegati nel 2012.

Una varietà di tests di validazione sono in corso sull'articolo di test.

Nel Settembre 2011 Boeing ha annunciato il completamento di una serie di test di caduta libera per validare il design del sistema di gonfiaggio degli airbag. Gli airbag sono collocati sotto allo scudo termico del CST-100, che è disegnato per essere separato dalla capsula durante la discesa con paracadute ad un'altitudine di 1500 m. Gli airbag vengono dispiegati riempendo con una mistura di ossigeno e azoto compressi, e non con le misure esplosive integrate in diverse automobili. I test vennero svolti nel deserto del Mojave, nel sudest della California, a velocità a terra tra i 16 e i 48 km/h per simulare condizioni di vento incidente al momento dell'atterraggio. Bigelow Aerospace costruì l'impianto di test mobile e condusse i test.[36]

Test di accensione statico del motore RS-88 nel Dicembre 2003.

Nell'Aprile 2012 Boeing condusse un test di caduta libera con un modello di CST-100 nel deserto del Nevada al Delamar Dry Lake vicino Alamo, testando con successo i tre paracadute d'atterraggio principali da 3400 m.[37]

Nel 2012, Pratt & Whitney Rocketdyne, ha completato con successo un ciclo completo sul Launch Abort Engine (LAE) progettato per l'utilizzo sulla capsula. Il motore ha fornito i riscontri previsti in sede di progetto raggiungendo un valore di spinta totale di circa 18.200 kg.[38]

Il 19 Agosto 2013 (Giorno Nazionale dell'Aviazione) Boeing ha annunciato che due astronauti NASA hanno valutato le comunicazioni, l'ergonomia e l'interfaccia per l'equipaggio del CST-100, mostrando come i futuri astronauti opereranno nel veicolo durante il trasporto verso la Stazione Spaziale Internazionale ed altre destinazioni in orbita bassa terrestre.[39]

Nel 2013 una stima predice che il costo di ogni sedile sarà concorrenziale rispetto a quello dei Soyuz; infatti sarà di 57 milioni di dollari cadauno.[40]

A Febbraio 2015 è stato fissato il completamento del veicolo entro il 2017 iniziando la sua attività di trasporto passeggeri da e verso la ISS[39]. Tuttavia, Boeing ha riportato l'11 Maggio 2016 che i piani sarebbero stati rimandati di 8 mesi a causa del bisogno di ridurre la massa del veicolo visti i problemi di aerodinamica analizzando la fase di decollo del razzo Atlas V.[41]

Conseguenzialmente il test di aborto del lancio dal pad originariamente previsto per Febbraio 2017[39] è stato rimandato ad Ottobre 2017.[41] Una missione di test senza equipaggio verso la ISS, Boe-OFT, è stata rimandata a Dicembre 2017[41] e durerà 30 giorni[42]. Il primo volo con equipaggio, Boe-CFT, è pianificato per Febbraio 2018[41] e durerà 14 giorni, trasportando un astronauta della NASA ed un pilota di test Boeing verso la ISS.[42]

Descrizione della capsula[modifica | modifica wikitesto]

Il CST-100 è innovativo sotto molti punti di vista; il suo cockpit di ultima generazione è dotato di tablet di controllo (muniti di unità ausiliarie di backup), rete wireless interna, oltre al sistema di luci led blu "Sky Lighting" concepito da Boeing, che conferisce all'interno della capsula un aspetto rilassante, spazioso e confortevole, ripreso dai Boeing 787 e 737[43]. Stando a quanto affermato dalla compagnia statunitense, la capsula può ospitare fino a 7 passeggeri, ma può anche ospitare 5 astronauti con un carico cargo aggiuntivo[43]. La capsula adotta il sistema NASA Docking System utilizzato anche sulla ISS dagli adattatori PMA di aggancio, di cui il primo installato nel 2016.[40]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b News Releases/Statements, su MediaRoom. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  2. ^ "Orbital Complex Construction". Bigelow Aerospace. Retrieved July 15, 2010., su bigelowaerospace.com (archiviato dall'url originale il luglio 10, 2010).
  3. ^ New Boeing Spaceship Targets Commercial Missions, in Space.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  4. ^ a b Spaceflight Now | Breaking News | Boeing space capsule could be operational by 2015, su www.spaceflightnow.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  5. ^ Boeing: Crew Space Transportation (CST) System, su www.boeing.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  6. ^ Lindenmoyer, Alan (2010). Commercial Crew and Cargo Program (PDF). 13th Annual FAA Commercial Space Transportation Conference. February 10–11, 2010. Arlington, Virginia. Archived from the original (PDF) on March 5, 2010. (PDF), su aiaa.org (archiviato dall'url originale il marzo 5, 2010).
  7. ^ News Releases/Statements, su MediaRoom. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  8. ^ News Releases/Statements, su MediaRoom. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  9. ^ Five Vehicles Vie For Future Of U.S. Human Spaceflight, su aviationweek.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  10. ^ "Boeing and SpaceX Selected to Build America's New Crew Space Transportation System". NASA. September 16, 2014. Retrieved April 6, 2015., su spacenews.com (archiviato dall'url originale il gennaio 4, 2013).
  11. ^ Boeing and SpaceX Selected to Build America’s New Crew Space Transportation System | Commercial Crew Program, su blogs.nasa.gov. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  12. ^ Doug Messier, Boeing Delays First CST-100 Starliner Operational Flight to December 2018 at Parabolic Arc, su parabolicarc.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  13. ^ Spaceflight Now | Breaking News | Boeing space capsule could be operational by 2015, su www.spaceflightnow.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  14. ^ Company pitches 'lite' spaceship to NASA, in msnbc.com, 14 agosto 2009. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  15. ^ NASA Outlines its Plans for Commercial Crew Certification | NASASpaceFlight.com, su www.nasaspaceflight.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  16. ^ Spacevidcast (now TMRO -- see new channel), SpaceUp HOU 2011 - Commercial Space Flight Panel, 20 febbraio 2011. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  17. ^ Doug Messier, Update on Boeing CST-100 Crew Program at Parabolic Arc, su parabolicarc.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  18. ^ Bigelow Aerospace Joins the Commercial Spaceflight Federation - Commercial Spaceflight Federation, su www.commercialspaceflight.org. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  19. ^ Memi, Edmund G. (September 12, 2011). "Space capsule tests aim to ensure safe landings". Boeing. Retrieved September 18, 2011., su boeing.com (archiviato dall'url originale il settembre 24, 2011).
  20. ^ News Releases/Statements, su MediaRoom. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  21. ^ New Spaceship Could Fly People to Private Space Stations, in Space.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  22. ^ theworacle, Test of Rocketdyne abort motor for Boeing crew capsule, 15 marzo 2011. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  23. ^ "Space Act Agreement Between National Aeronautics and Space Administration and The Boeing Company for Commercial Crew Development (CCDev)" (PDF). NASA. February 2010. (PDF), su nasa.gov.
  24. ^ The Flame Trench space news and analysis: NASA awards $270 million for commercial crew efforts, su space.flatoday.net, 19 aprile 2011. URL consultato il 16 dicembre 2016 (archiviato dall'url originale il 19 aprile 2011).
  25. ^ "Boeing, SpaceX and Sierra Nevada Win CCiCAP Awards". SpaceNews. August 3, 2012., su spacenews.com (archiviato dall'url originale il gennaio 4, 2013).
  26. ^ (EN) NASA Administrator, NASA Signs Agreement with Space Florida to Reuse Kennedy Facilities, in NASA, 7 aprile 2015. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  27. ^ Allard Beutel, NASA Chooses American Companies to Transport U.S. Astronauts to Intern, in NASA, 7 aprile 2015. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  28. ^ Why NASA Rejected Sierra Nevada's Commercial Crew Vehicle, su aviationweek.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  29. ^ Boeing's 'space taxi' includes seat for a tourist, in Reuters, 17 settembre 2016. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  30. ^ Stephen Clark, Enter the Starliner: Boeing names its commercial spaceship – Spaceflight Now, su spaceflightnow.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  31. ^ NASA delays CRS 2 awards again, drops Boeing from consideration - SpaceFlight Insider, su www.spaceflightinsider.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  32. ^ Boeing’s first crewed Starliner launch slips to 2018, in Ars Technica. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  33. ^ a b Boeing delays Starliner again, casting doubt on commercial flights in 2018, in Ars Technica. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  34. ^ Boeing Delays CST-100, Still Targets 2018 ISS Mission, su aviationweek.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  35. ^ Alberto Zampieron, Posticipato il primo volo operativo della CST-100 verso la ISS, su AstronautiNEWS, 17 ottobre 2016. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  36. ^ Memi, Edmund G. (September 12, 2011). "Space capsule tests aim to ensure safe landings". Boeing. Retrieved September 18, 2011., su boeing.com (archiviato dall'url originale il settembre 24, 2011).
  37. ^ Spaceflight Now | Breaking News | Parachutes for Boeing crew capsule tested over Nevada, su www.spaceflightnow.com. URL consultato il 16 dicembre 2016.
  38. ^ Marco Carrara, Pratt & Whitney completa i test sul motore ausiliario di CST-100, su AstronautiNEWS, 13 marzo 2012. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  39. ^ a b c http://nysebigstage.com/articles/boeing-aviationday, su nysebigstage.com (archiviato dall'url originale il 4 ottobre 2013).
  40. ^ a b Alberto Zampieron, A pieno regime la progettazione della capsula CST-100 di Boeing, su AstronautiNEWS, 7 agosto 2010. URL consultato il 18 dicembre 2016.
  41. ^ a b c d (EN) Boeing delays first crewed CST-100 flight to 2018 - SpaceNews.com, in SpaceNews.com, 12 maggio 2016. URL consultato il 17 dicembre 2016.
  42. ^ a b Commercial crew demo missions manifested for Dragon 2 and CST-100 | NASASpaceFlight.com, su www.nasaspaceflight.com. URL consultato il 17 dicembre 2016.
  43. ^ a b Boeing: Crew Space Transportation (CST) System, su www.boeing.com. URL consultato il 18 dicembre 2016.

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