2016: L'anno cruciale per i voli commerciali con equipaggio della NASA

Il Programma Commerciale Equipaggi della NASA e delle industrie aerospaziali partner Boeing e SpaceX sono sempre più vicine al ritorno dell'America ai voli spaziali abitati. Quando l'anno starà per finire, il CST-100 Starliner della Boeing e il Crew Dragon della SpaceX saranno in fase di preparazione ai test di volo che permetteranno ai nostri astronauti di viaggiare verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) decollando dalla Costa Spaziale della Florida.

Non sarà facile. Il successo delle missioni richiede un regime di test completo dei numerosi sistemi sia a terra che nello spazio. Questo è il motivo per il quale gli obiettivi del 2016 sono così importanti. I risultati di ogni valutazione saranno vitali nella progettazione dei sistemi. Dai test con i paracadute, alla certificazione della rampa di lancio, al completamento del veicolo spaziale che volerà in orbita, quest'anno offre a entrambe le compagnie l'occasione di costruire sullo slancio del 2015 e portarla al punto di riferimento delle conquiste spaziali del 2017.

"Un anno sembra sempre tanto tempo quando è all'inizio, ma il team e la NASA ed i team di Boeing e SpaceX sanno che si tratta di un breve lasso di tempo quando si procede da un passo all'altro verso lo sviluppo finale di una nuova generazione di veicoli spaziali americani," ha detto Kathy Leuders, manager del Commercial Crew Program della NASA. "Il nostro successo dipende dal lavoro che facciamo adesso per essere sicuri che ogni componente e sistema che andrà su questi veicoli sia sicuro e affidabile per il futuro."

La Boeing e la SpaceX stanno sviluppando veicoli spaziali e sistemi di lancio diversi, assieme alle rete che richiede capacità per la sicurezza delle missioni e di supporto al suolo allo scopo di far volare gli astronauti verso la ISS. I voli commerciali con equipaggio permetteranno di aggiungere un altro membro dell'equipaggio alla stazione, raddoppiando in effetti il totale di ore/equipaggio dedicate alla scienza e alla ricerca che potranno essere condotte nel laboratorio orbitante.

Ecco quindi una carrellata di ciò che le due aziende mirano a realizzare quest'anno:
Boeing CST-100 Starliner/United Launch Alliance Atlas 5

La rampa di lancio LC-41 dedicata ai lanci del vettore Altas 5. Si nota la nuova Torre di Accesso Equipaggio.
Credit: NASA/Cory Huston

Test dei paracadute: prove utilizzando una replica in scala reale del veicolo spaziale, paracadute ed airbags che dovranno confermare che il meccanismo permetterà allo Starliner di atterrare in sicurezza al suolo al termine della missione.
Starliner Structural Test Article and Qualification Test Vehicle: Il veicolo per i test strutturali e la qualifica verrà completato presso la struttura di assemblaggio al Kennedy Space Center della NASA, in Florida, ed inizierà una serie approfondita di prove. I modelli di prova vengono costruiti con le stesse specifiche dello Starliner operativo. Ognuno verrà sottoposto a rigorosi test, come quelli dei carichi strutturali, cicli di riscaldamento e raffreddamento, intense vibrazioni e interferenze elettromagnetiche, sia in Florida che in California per mostrare che il veicolo spaziale sarà sicuro quando incontrerà le stesso condizioni in orbita. Inoltre entro quest'anno vedremo avviarsi la produzione dei due veicoli destinati ai voli di prova, così come quelli per le due missioni operative che la NASA ha già ordinato alla Boeing.
Costruzione dell'Atlas 5: presso la fabbrica di Dacatur, Alabama, la United Launch Alliance inizierà la produzione dei booster principali dei razzi Atlas 5 che lanceranno i veicoli spaziali Starliner nei voli di prova diretti verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) a partire dal prossimo anno.
Modifiche al Complesso di Lancio Spaziale 41: La Torre di Accesso Equipaggio, alta 61 metri, verrà completata, compreso l'ulteriore braccio di accesso per l'equipaggio e la Sala Bianca, nel 2016. La torre verrà utilizzata per le squadre di supporto dei primi voli di prova senza equipaggio e in supporto al corpo astronauti quando saliranno a bordo degli Starliner per i voli con equipaggio.
Addestramento: Simulatori di ogni sorta sono richiesti per dare agli astronauti ed ai controllori di missione la possibilità di avere familiarità con i profili di missione e di fare pratica con ogni tipo di situazione. I primi simulatori per Starliner, per l'addestramento degli astronauti, saranno consegnati presso il Johnson Space Center della NASA, a Houston, quest'anno.

Illustrazione artistica di Atlas 5/Starliner sulla rampa di lancio
Credit: Boeing

Requisiti delle tute spaziali: Le tute spaziali che la Boeing prevede che saranno indossate dai suoi equipaggi durante il lancio e il rientro inizieranno ad essere sottoposte ad una miriade di test prima che possano essere qualificate per il loro utilizzo. Gli ingegneri pensano che una tuta spaziale, come una piccola nave spaziale deve tenere gli astronauti in vita in ogni circostanza e vogliono essere sicuri che queste tute siano adatta allo scopo.
Completamento della High Bay C3PF e del Centro Controllo Missione: Gli operai addetti alla loro costruzione stanno dando gli ultimi ritocchi all'edificio del Commercial Crew and Cargo Processing Facility presso il Kennedy. La Boeing ha affittato il C3PF, sigla con la quale è conosciuto l'edificio, per farne la casa degli Starliner. Il veicolo spaziale sarà assemblato e preparato al lancio all'interno dello stesso edificio che ospitava le navette spaziali e i motori principali della NASA fra una missione e l'altra. La Boeing sta inoltre completando il Mission Control Center (MCC) del Kennedy dall'altra parte della strada del C3PF. Il centro ospiterà i controllori e gli ingegneri che dovranno supervisionare il conto alla rovescia e il lancio dei voli Starliner e comunicare con le squadre al Johnson.
Simulatore di Missione Boeing di Alta Fedeltà: La Boeing sta costruendo un simulatore in scala reale e altamente fedele di uno Starliner che permetterà agli astronauti di fare pratica con ogni aspetto della missione. Diversamente dagli altri simulatori per l'addestramento che si concentrano su un elemento specifico della missione, il simulatore di missione sarà in grado di contenere tutti gli scenari su una singola piattaforma. Esso sarà molto simile ai simulatori che la NASA impiegava per addestrare gli astronauti a volare con gli Space Shuttle.
Prove di Rilascio in Acqua: Sebbene lo Starliner debba atterrare al suolo, la Boeing si sta preparando nel malaugurato caso che un'emergenza costringa a un ammaraggio. La compagnia sgancerà un modello in scala reale di uno Starliner dentro una grande piscina che si trova presso il Langley Research Center della NASA, in Virginia, per testare le sue prestazione in acqua. Oltre a vedere se galleggia, i progettisti vogliono vedere come lo Starliner reagisce quando colpisce l'acqua, come si addrizza da solo e come poter gestire le operazioni di recupero.
SpaceX Crew Dragon/Falcon 9

La rampa di lancio 39A del Kennedy Space Center con il nuovo grande hangar della SpaceX.
Credit: SpaceX

Test dei Paracadute: I paracadute sono vitali per il sicuro rientro dei nostri equipaggi di astronauti. Quest'anno la SpaceX eseguirà una serie di test dei paracadute progettati per i veicoli Crew Dragon. Volando a bordo di un aereo da trasporto, un modello di prova del Crew Dragon verrà sganciato da migliaia di metri per vedere come i quattro paracadute principali si dispiegano. Gli ingegneri poi controlleranno i dati e le componenti dopo l'atterraggio per assicurarsi che il sistema funzioni come previsto.
Prove del Veicolo Spaziale e modelli da addestramento: Un prototipo già costruito del Crew Dragon è stato utilizzato per valutare l'ingresso degli astronauti e la disposizione della cabina. Due altri modelli molto fedeli agli originali verranno utilizzati per test strutturali e dei sistemi ambientali, compresa la valutazione con i portelli aperti e altre configurazioni che dovranno confermare la robustezza del progetto.
Assemblaggio in Corso di un Crew Dragon: Tre veicoli spaziali Crew Dragon sono attualmente in differenti stadi della produzione presso la sede centrale della SpaceX a Heawthorne, in California. Due eseguiranno i primi voli di prova verso la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), uno senza e uno con astronauti a bordo. Il primo di questi veicoli spaziali verrà revisionato dopo il volo per essere destinato ad un test di aborto in volo che verrà condotto sulla Costa Spaziale della Florida, mentre il terzo eseguirà la prima missione operativa con equipaggio della SpaceX alla stazione.
Costruzione e Valutazione del Falcon 9: La SpaceX utilizzerà i razzi potenziati Falcon 9 per portare i Crew Dragon nello spazio. Il razzo Falcon 9 potenziato (chiamato FT da 'Full Thrust', ndr) ha compiuto il suo primo volo nel dicembre 2015, con una missione di successo che ha rilasciato 11 satelliti commerciali e poi è rientrato e atterrato con il primo stadio intatto al suolo. Il Falcon 9 è un razzo a due stadi che ha già lanciato numerosi veicoli spaziali in orbita, compresi i Dragon in versione cargo che portano i rifornimenti alla stazione spaziale.
Completamento della Rampa di Lancio 39A: La SpaceX è al passo per il completamento delle numerose modifiche della Rampa di Lancio 39A del Kennedy in modo da poter iniziare a lanciare i razzi Falcon 9 e Falcon Heavy entro quest'anno. Costruita per le missioni Apollo/Saturno 5 e modificata per i lanci dello Space Shuttle, la rampa ha visto la nascita di un hangar per l'assemblaggio dei razzi - lungo metri realizzato alla base della rampa, la trincea di deviazione delle fiamme di scarico rimodellata e l'aggiunta di binari per spostare i razzi nella posizione di lancio. Le maestranze installeranno un nuovo ponte di accesso per l'equipaggio e la sala bianca in modo che gli astronauti possano salire a bordo del veicolo spaziale, sulla sommità del razzo, mentre si trova pronto per il decollo.

Illustrazione artistica di un Falcon 9/Crew Dragon sulla rampa 39A del KSC
Credit: SpaceX

Qualificazione delle Tute Spaziali: La SpaceX sottoporrà le proprie tute spaziali a numerosi test e valutazioni prima che possano essere indossate dagli astronauti per volare nello spazio. Anche se gli astronauti si troveranno all'interno del veicolo spaziale per tutto il corso della missione, essi dipenderanno dalle tute spaziali che forniranno loro l'aria e forniranno altre funzioni basilari.
Controllo Ambientale e Sistemi di Supporto Vitale: Il completamento delle prove sono previste questo anno per i sistemi integrati che forniranno agli equipaggi la possibilità di respirare, aria a temperatura controllata nel corso della missione e permetteranno a tutti i sistemi del veicolo spaziale di funzionare regolarmente.
Validazione del Modulo Propulsivo di Atterraggio al Suolo: La SpaceX ha iniziato le prove del sistema di atterraggio propulsivo del Crew Dragon presso McGregor, Texas, già l'anno scorso. Un modulo propulsivo molto fedele all'originale verrà utilizzato per eseguire test di validazione dei sistemi di propulsione in supporto degli atterraggi sulla terraferma. Però la compagnia inizialmente farà ammarare il Crew Dragon in mare appeso ai paracadute, il piano è poi di conseguire la certificazione del sistema per l'atterraggio sulla terraferma.

Come si vede una lunga serie di abiettivi che rendono questo anno veramente emozionante dal punto di vista dei progressi a cui potremo assistere nella logica di veder tornare a volare gli esseri umani nello spazio a bordo di veicoli realizzati negli Stati Uniti e, soprattutto, poter incrementare la sicurezza della ISS che, al momento si affida ad una sola astronave abitata, la longeva Soyuz russa. Da non sottovalutare inoltre la capacità della ISS che passerà così da sei a sette uomini di equipaggio permanente e dell'aumento dell'attività scientifica della stazione.