Programma Constellation

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Logo del progetto Constellation
Schema della missione

Il Programma Constellation è un programma NASA per la creazione di una nuova generazione di veicoli spaziali con equipaggio, costituiti dai vettori Ares I e Ares V, dalla capsula Orion, l'Earth Departure Stage e il modulo lunare Altair. Questi veicoli sono stati progettati per compiere diverse missioni spaziali, dal rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale all'atterraggio sulla Luna. Inoltre potrebbero anche impiegare tecniche di rendezvous orbitali terrestri e lunari.

Dopo una fase di discussione al congresso della proposta del presidente Obama di rinviare il programma spaziale al 2020,[1] il progetto è stato accantonato in favore di altri meno dispendiosi.[2]

Veicolo Orion[modifica | modifica sorgente]

Orion in orbita lunare
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Orion (veicolo spaziale).

La capsula Orion sarà costituita da due componenti principali: un modulo dell'equipaggio (Crew Module) simile al modulo di comando Apollo in grado di ospitare da quattro a sei astronauti e un modulo di servizio (Service Module) di forma cilindrica che contiene i sistemi primari di propulsione e i rifornimenti. Il modulo dell'equipaggio sarà riutilizzabile fino a 10 volte, permettendo la costituzione di una flotta. Sono previste varianti adatte a missioni specifiche: Orion Block I sarà impiegato per la rotazione dell'equipaggio sulla stazione spaziale e il suo rifornimento, oltre a varie missioni in orbita terrestre, mentre Orion Block II e Block III saranno progettate per l'esplorazione spaziale.

Veicoli di lancio[modifica | modifica sorgente]

Raffigurazione artistica del veicolo di lancio Ares I mentre lascia l'atmosfera terrestre
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Ares I, Ares IV e Ares V.

Orion sarà lanciato in orbita bassa attraverso il razzo Ares I, precedentemente indicato come Crew Launch Vehicle (CLV). Esso è costituito da un singolo razzo a combustibile solido (Solid Rocket Booster - SRB) derivato da quelli utilizzati per lo Space Shuttle System, connesso all'estremità superiore ad un secondo stadio a combustibile liquido spinto da un motore J-2X. Per il lancio del Lunar Surface Access Module, più pesante, è stato proposto l'utilizzo del maggiore Ares V.

Nel Gennaio 2007, NASA ha annunciato che si sta considerando Ares IV, un altro progetto di vettore che potrebbe sostituire i razzi Ares I e Ares V ed essere impiegato per tutti i lanci.

Altair[modifica | modifica sorgente]

Altair
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Altair (veicolo spaziale).

Il Modulo di accesso alla superficie lunare (Lunar Surface Access Module - LSAM), chiamato Altair sarà il veicolo principale per gli astronauti destinati alla luna. Come il modulo lunare Eagle del Programma Apollo, sarà costituito da due componenti: uno stadio di salita che ospita l'equipaggio di quattro persone e uno stadio di discesa con la struttura per l'atterraggio, l'equipaggiamento scientifico, l'ossigeno e l'acqua. A differenza dell'Apollo, esso è progettato per atterrare nelle regioni polari della luna, le preferite per la costruzione di una eventuale base lunare futura. [3] Non sarà riutilizzabile dopo aver terminato la missione.

Earth Departure Stage[modifica | modifica sorgente]

Earth Departure Stage
Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Earth Departure Stage.

Lo Stadio di partenza dalla terra (Earth Departure Stage - EDS) è il sistema di propulsione principale che invierà l'intero blocco costituito da Orion e dal modulo lunare dall'orbita bassa terrestre in orbita lunare. Sarà lanciato da un razzo Ares V, mentre Orion sarà lanciata separatamente e verrà agganciata con l'EDS/LSAM. Questa tecnica, nota come Rendezvous orbitale terrestre, era stata già considerata dalla NASA nelle prime fasi di progettazione del programma Apollo, ma venne scartata a favore del Rendezvous orbitale lunare.

Missioni[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Lista delle missioni del programma Constellation.

Come per il programma Apollo, il progetto Constellation comprenderà missioni prevalentemente dedicate alla manutenzione della Stazione Spaziale, dell'arrivo in orbita e atterraggio lunare. Attualmente (2014) non sono previste missioni verso Marte, che sono previste non prima del 2030.

Orbita bassa terrestre e Stazione spaziale[modifica | modifica sorgente]

Orion e Ares I saranno assemblati in un nuova piattaforma mobile di lancio più leggera nel Vehicle Assembly Building al Kennedy Space Center in Florida. Dopo l'assemblaggio, verrà trasportato nel Complesso di lancio 39 dove verrà effettuato il rifornimento di carburante.

Quando l'equipaggio è in sicurezza all'interno della navetta e tutti i sistemi sono pronti per il lancio, viene acceso il primo stadio a propellente solido dell'Ares I e contemporaneamente vengono ritirati i bracci di accesso. In seguito, attraverso un manovra, verrà impostata la traiettoria appropriata.

A due minuti di volo viene espulso il primo stadio, esaurito, che cadrà nell'oceano Atlantico per il recupero e il riutilizzo (come per i razzi a combustibile solido dello Shuttle). Viene acceso il motore J-2X a combustibile liquido del secondo stadio. In questo istante viene espulso anche il sistema di uscita e la copertura protettiva posizionata sopra la navetta in modo da scoprire l'anello di attracco e le finestre dell'equipaggio (a questo punto la navetta è oltre la maggior parte dell'atmosfera, quindi i rischi dovuti ad eventuali danni al sistema di protezione termico sono minimi). Il motore del secondo stadio rimane acceso per 4 minuti, spegnendosi a 6 minuti e mezzo dal lancio e posizionando Orion in un'orbita ellittica. Una seconda accensione del secondo stadio dopo 45 minuti ne modificherà l'orbita rendendola quasi circolare. In seguito Orion si separa dal secondo stadio che precipita e brucia al rientro nell'atmosfera terrestre. Dopo la separazione vengono dispiegati i pannelli solari, in modo da fornire l'elettricità necessaria per il supporto dei sistemi.

Il modulo dell'equipaggio è progettato per supportare un equipaggio di quattro persone per 14 giorni, ma le normali missioni dureranno da 8 a 10 giorni.

Per i voli verso la stazione spaziale, dopo la separazione dall'Ares I e le modifiche finali all'orbita, Orion vola per 2 giorni prima di agganciarsi alla stazione spaziale, durante i quali corregge la traiettoria per farla corrispondere con quella della ISS. Dopo aver raggiunto la stazione, Orion si aggancia al portello primario (utilizzato attualmente dallo Shuttle) o i portelli ausiliari originalmente progettati per l'uso della navetta X-38 (il cui sviluppo è stato abbandonato) e verranno usate per le missioni di rifornimento senza equipaggio.

Al termine della missione, la navetta viene ruotata con il motore principale rivolto in avanti. Dopo aver effettuato l'accensione per il disinserimento dall'orbita viene sganciato il modulo di servizio che viene bruciato nel rientro. Invece l'ingresso nell'atmosfera dell'equipaggio viene reso sicuro tramite gli scudi termici ablativi che deflettono il calore e rallentano la capsula da 28 000 km/h fino a 480 km/h. Dopo il rientro vengono spiegati due piccoli paracadute seguiti dai tre paracadute principali e airbag riempiti di azoto (N2) che permettono l'atterraggio. La capsula dell'equipaggio viene infine riportata al Kennedy Space Center, dove potrà essere riutilizzata per la successiva missione.

Missioni Lunari[modifica | modifica sorgente]

A differenza del programma Apollo, dove sia il modulo di servizio sia il modulo lunare erano lanciati assieme con il vettore Saturn V, la prima fase di una missione lunare avviene con il lancio dell'Ares V, assemblato nel Vehicle Assembly Building e lanciato dalla piattaforma LC-39A o LC-39B. Dopo 2 minuti il vettore espelle due razzi a combustibile solido e dopo 8 minuti e mezzo spegne il motore principale. In seguito sgancia il modulo principale, che rientrerà bruciandosi nell'atmosfera. L'Earth Departure Stage, alimentato dal motore J-2X, guiderà il Lunar Surface Access Module in una orbita circolare stabile ad una altezza di circa 360 km.

In un periodo compreso tra le 2 e le 4 settimane successive dopo il lancio dell'Ares V, viene lanciata la capsula Orion attraverso il vettore Ares I. Una volta giunta in orbita bassa si aggancia con il modulo lunare e lo stadio di partenza già presenti. Dopo aver configurato i sistemi per il volo lunare, lo stadio di partenza effettuerà una accensione dei motori per cinque minuti, accelerando il veicolo (costituito dalla capsula Orion, il modulo lunare e lo stadio di partenza) da 28 000 km/h fino a 40 200 km/h. Dopo l'accelerazione viene scaricato lo stadio di partenza e la navetta viene lanciata verso la luna in un viaggio di 3 giorni. In seguito la combinazione del modulo dell'equipaggio e quello lunare viene orientata in modo da accendere i motori e procedere all'inserimento nell'orbita lunare. Dopo aver configurato Orion per il volo senza equipaggio, gli astronauti si trasferiscono nel modulo lunare e lo sganciano dal modulo dell'equipaggio dopo il consenso del controllo missione a Terra. Orion rimane in un'orbita circolare ad una altezza di circa 95 - 110 km attendendo il ritorno del modulo lunare.

L'atterraggio sulla luna avviene accendendo i quattro motori del modulo e giungendo in un luogo predeterminato. La missione sulla superficie comprenderà da cinque a sette passeggiate.

Al termine delle operazioni, l'equipaggio rientra nello stadio di salita del modulo lunare ed effettua il decollo usando lo stadio di discesa come una piattaforma di lancio. In orbita si aggancia con il modulo dell'equipaggio Orion e in seguito viene espulso il modulo lunare che si schianta sulla parte nascosta della luna. Il viaggio di ritorno viene effettuato tramite l'accensione del singolo motore. Una volta giunti in prossimità della Terra viene sganciato il modulo di servizio in una traiettoria di rientro che lo rallenterà da 40 200 km/h fino a 480 km/h e permetterà l'atterraggio.

Dibattiti sul progetto[modifica | modifica sorgente]

Tuttavia, al giorno d'oggi, sono tuttora in corso dibattiti sulla fattibilità del programma stesso. Lo stesso presidente Barack Obama si è dimostrato scettico sui costi ed ha avviato una revisione dell'intero progetto. L'idea iniziale sarebbe stata quella di utilizzare solamente il lanciatore pesante Ares V ma ciò comporterebbe dei costi di lancio proibitivi.

Possibili alternative[modifica | modifica sorgente]

Un gruppo interno alla NASA ha sviluppato una possibile alternativa a Constellation, il cosiddetto Project DIRECT. Questo consisterebbe nella capsula Orion, già sviluppata per l'attuale programma, accoppiata ad un altro razzo derivato direttamente dai serbatoi di carburante dello Shuttle uniti ai motori dello stesso: questa soluzione permetterebbe di raggiungere facilmente gli obiettivi di budget dettati dal nuovo presidente.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ NASA budget for 2011 eliminates funds for manned lunar missions
  2. ^ punto-informatico.it. URL consultato il 12 ottobre 2010.
  3. ^ NASA outlines plans for moon and Mars, Orlando Sentinel.

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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