Programma Constellation

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Logo del progetto Constellation
Schema della missione

Il programma Constellation, in inglese Constellation Program (CxP) è stato 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 dal 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]

Orion Crew Exploration Vehicle[modifica | modifica wikitesto]

Orion in orbita lunare
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Orion (veicolo spaziale).

La capsula Orion Crew Exploration Veichle era 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 era riutilizzabile fino a 10 volte, permettendo la costituzione di una flotta. Erano previste anche varianti adatte a missioni specifiche: Orion Block I da impiegare per la rotazione dell'equipaggio sulla Stazione Spaziale Internazionale e il suo rifornimento, oltre a varie missioni in orbita terrestre, mentre Orion Block II e Block III erano progettate per l'esplorazione spaziale oltre l'orbita terrestre bassa.

Veicoli di lancio[modifica | modifica wikitesto]

Raffigurazione artistica del veicolo di lancio Ares I mentre lascia l'atmosfera terrestre
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Ares I, Ares IV e Ares V.

Orion sarebbe stato lanciato in orbita bassa attraverso il razzo Ares I, noto anche come Crew Launch Vehicle (CLV). Esso era costituito da un singolo razzo a combustibile solido (Solid Rocket Booster - SRB) derivato da quelli utilizzati per lo Space Shuttle, 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, era stato proposto l'utilizzo del più potente Ares V.

Nel Gennaio 2007, NASA annunciò l'intenzione di considerare l'Ares IV, un altro progetto di vettore che avrebbe potuto sostituire i razzi Ares I e Ares V ed essere impiegato per tutti i lanci.

Altair[modifica | modifica wikitesto]

Altair
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Altair (veicolo spaziale).

Il modulo di accesso alla superficie lunare (Lunar Surface Access Module - LSAM), chiamato Altair, era il veicolo principale per gli astronauti destinati alla Luna. Come il modulo lunare del programma Apollo, era costituito da due componenti: uno stadio di salita, che ospitava un 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 era progettato per atterrare nelle regioni polari della Luna, preferite per la costruzione di una eventuale base lunare.[3] Non era riutilizzabile.

Earth Departure Stage[modifica | modifica wikitesto]

Earth Departure Stage
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Earth Departure Stage.

Lo stadio di partenza dalla terra (Earth Departure Stage - EDS) era il sistema di propulsione principale che avrebbe inviato l'intero blocco costituito da Orion e dal modulo lunare dall'orbita bassa terrestre in orbita lunare. Sarebbe stato lanciato da un razzo Ares V, per poi eseguire un rendez-vous orbitale con l'Orion. 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, più rapido.

Missioni[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Lista delle missioni del programma Constellation.

Come per il programma Apollo, il progetto Constellation comprendeva missioni prevalentemente dedicate alla manutenzione della ISS, dell'arrivo in orbita e atterraggio lunare. Non erano previste missioni verso Marte prima del 2030.

Orbita bassa terrestre e stazione spaziale[modifica | modifica wikitesto]

Orion e Ares I erano assemblati in un nuova piattaforma mobile di lancio più leggera nel Vehicle Assembly Building al Kennedy Space Center in Florida. Dopo l'assemblaggio, il complesso veniva trasportato nel LC-39 dove il secondo stadio veniva rifornito di carburante.

Quando l'equipaggio era in sicurezza all'interno della navetta e tutti i sistemi erano pronti per il lancio, veniva acceso il primo stadio a propellente solido dell'Ares I e contemporaneamente venivano ritirati i bracci di accesso. In seguito, il razzo si orientava verso una determinata direzione per raggiungere l'orbita corretta.

A due minuti di volo veniva espulso il primo stadio, esaurito, che cadeva nell'oceano Atlantico per il recupero e il riutilizzo (come per Solid Rocket Boosters dello Shuttle). Veniva acceso il motore J-2X a combustibile liquido del secondo stadio. In questo istante veniva espulso anche il sistema di fuga (Launch Escape System) 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 avrebbe superato gli strati più densi dell'atmosfera, quindi i rischi dovuti ad eventuali danni al sistema di protezione termico sarebbero stati minimi). Il motore del secondo stadio rimaneva 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 avrebbe modificato l'orbita rendendola quasi circolare. In seguito Orion si separava dal secondo stadio, il quale precipitava e bruciava al rientro nell'atmosfera terrestre. Dopo la separazione venivano dispiegati i pannelli solari, in modo da fornire l'elettricità necessaria per il supporto dei sistemi.

Il modulo dell'equipaggio era progettato per supportare un equipaggio di quattro persone per 14 giorni, ma le normali missioni sarebbero durate 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 avrebbe volato per 2 giorni prima di agganciarsi ad essa, durante i quali avrebbe corretto la traiettoria per farla corrispondere con quella della ISS. Dopo aver raggiunto la stazione, Orion si sarebbe agganciato al portello primario (utilizzato precedentemente dallo Shuttle) o i portelli ausiliari originalmente progettati per l'uso della navetta X-38 (il cui sviluppo è stato abbandonato) e sarebbero state usate per le missioni di rifornimento senza equipaggio.

Al termine della missione, la navetta sarebbe stata ruotata con il motore principale rivolto verso la direzione del moto. Dopo aver effettuato l'accensione di rientro veniva sganciato il modulo di servizio che sarebbe bruciato al rientro. Invece l'ingresso nell'atmosfera dell'equipaggio sarebbe stato reso sicuro tramite gli scudi termici ablativi che assorbivano il calore e rallentavano la capsula da 28000 km/h fino a 480 km/h. Dopo il rientro venivano spiegati due piccoli paracadute stabilizzatori seguiti dai tre principali e airbag riempiti di azoto (N2), che permettevano l'atterraggio. La capsula dell'equipaggio veniva infine riportata al Kennedy Space Center, dove sarebbe stata riutilizzata per la missione successiva.

Missioni lunari[modifica | modifica wikitesto]

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 sarebbe avvenuta 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 avrebbe espulso i due razzi a propellente solido e dopo 8 minuti e mezzo avrebbe spento il motore principale. In seguito si sarebbe sgancianciato il primo stadio, che sarebbe rientrato bruciandosi nell'atmosfera. L'Earth Departure Stage, spinto dal motore J-2X, avrebbe immesso 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 al lancio dell'Ares V, sarebbe stata lanciata la capsula Orion attraverso il vettore Ares I. Una volta giunta in orbita bassa, si sarebbe agganciata al modulo lunare e lo stadio di partenza già presenti. Dopo aver configurato i sistemi per il volo lunare, l'EDS avrebbe acceso i motori per cinque minuti, accelerando il veicolo (costituito dalla capsula Orion, il modulo lunare e lo stadio di partenza) da 28000 km/h a 40200 km/h. Dopo l'accelerazione l'EDS sarebbe stato abbandonato e la navetta avrebbe continuato il suo viaggio verso la luna per 3 giorni. In seguito la combinazione del modulo dell'equipaggio e quello lunare sarebbe stata orientata in modo da accendere i motori del'Orion per rallentare il complesso e inserirsi in orbita lunare. Dopo aver configurato Orion per il volo senza equipaggio, gli astronauti si sarebbero trasferiti nel modulo lunare per poi sganciarlo dal modulo dell'equipaggio dopo il consenso del controllo missione a Terra. Orion sarebbe rimasto in un'orbita circolare ad una altezza di circa 95 – 110 km attendendo il ritorno del modulo lunare.

L'atterraggio sulla luna sarebbe avvenuto accendendo i quattro motori del modulo e giungendo in un luogo predeterminato. La missione sulla superficie avrebbe compreso da 5 a 7 EVA.

Al termine delle operazioni, l'equipaggio sarebbe rientrato nello stadio di salita del modulo lunare ed avrebbe effettuato il decollo usando lo stadio di discesa come una piattaforma di lancio. In orbita si sarebbe agganciato al modulo dell'equipaggio Orion e in seguito il modulo lunare si sarebbe schiantato sulla parte nascosta della Luna. Il viaggio di ritorno sarebbe stato eseguito tramite l'accensione del singolo motore dell'Orion. Una volta giunti in prossimità della Terra sarebbe stato sganciato il modulo di servizio, dopo aver orientato il modulo dell'equipaggio verso una traiettoria di rientro che lo avrebbe rallentato da 40200 km/h a 480 km/h e ne avrebbe permesso l'atterraggio.

Possibili alternative[modifica | modifica wikitesto]

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

Successivamente il Project DIRECT venne cancellato a favore dello Space Launch System, il nuovo veicolo di lancio pesante con equipaggio della NASA, che compirà il suo primo volo nel novembre 2018.

Note[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

Astronautica Portale Astronautica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di astronautica