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10 commenti

Volare dentro una meteora: foto del rientro di tre astronauti dallo spazio

L'astronauta Reid Wiseman ha scattato poche ore fa dalla Stazione Spaziale Internazionale questa fantastica immagine. Non è una stella cadente: è il rientro rovente della capsula Soyuz TMA-12M, con a bordo gli astronauti Steven Swanson, Alexander Skvortsov e Oleg Artemyev. Come scrivevo qui, questa gente eccezionale vola davvero dentro una meteora.

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Commenti (10)
Come mai gli oggetti sembrano due?
L'immagine è stata ripresa in un'orbita successiva rispetto a quella del "distacco" dalla ISS?
@ Donato
Gli oggetti sono 2 nella foto, ma in realtà sono 3. La capsula Sojuz è composta da tre parti: modulo abitativo, modulo di rientro e modulo di servizio.
Il modulo abitativo è il primo che si separa, viene sganciato subito dopo l'accensione di deorbita, quindi molto probabilmente è fuori dall'inquadratura della foto, si disintegra nell'atmosfera.
Il modulo di servizio è dove ci sono i motori di manovra, i pannelli solari e i sistemi vitali e viene sganciato poco prima dell'ingresso in atmosfera, ed è quello nella foto, si disintegra nell'atmosfera.
Il modulo di rientro è la parte a cono della capsula con i tre astronauti all'interno, nel lato convesso c'è lo scudo termico che tramite frizione atmosferica diminuisce la velocità della capsula fino al rientro, è l'unica parte che rimane integra dell'intero veicolo spaziale.

La stessa orbita è impossibile, dato che per l'accensione che porta la traiettoria in fase di rientro serve comunque mezza orbita, ma dal distacco dalla ISS al rientro passano poche ore. Le capsule in generale sono molto meno delicate degli Space Shuttle, quindi permettono rientri più veloci anche dalla stessa quota della ISS (circa 400km).
Mirko,

nice spot! Da cosa esattamente deduci che si tratta del modulo di servizio e di quello abitativo? Da fatto che se fosse quello di rientro sarebbe isolato nella foto o da informazioni che hai trovato online?

saluti

@pgc
Il modulo abitativo alla fine è solamente uno spazio vuoto con un paio di sacchi a muro che fungono da letti, servizi igenici, portello di attracco e poco più, ricoperto da qualche strato termico e generalmente con poca massa. Solitamente durante il rientro si disintegra quasi subito e produce poca scia.
Al contrario il modulo di servizio è la parte con più massa: motori orbitali, generatori, pannelli solari, sistemi vitali (ossigeno, acqua). Durante il rientro solitamente è la scia più luminosa, dato che è sprovvista di scudo termico, brucia bene e si disintegra quasi completamente (qualche pezzo a volte ricade nei pressi della zona di atterraggio della capsula).
La capsula di rientro produce molta meno scia del modulo di servizio (ma più del modulo abitativo), dato che la temperatura viene limitata entro una certa soglia direttamente dagli astronauti, che inclinando di pochi gradi l'angolo di attacco dello scudo termico, rallentano il rateo di discesa mitigando la temperatura, che si mantiene solitamente a 2000-2500 ° centigradi sulla superficie dello scudo.
La tecnologia di rientro delle capsule è rimasta sostanzialmente invariata dal programma Apollo, infatti le procedure sono quasi identiche.
Riguardo alla foto è solo una mia deduzione riguardo ad esperienza.
Il modulo di servizio viene sganciato solitamente all'ultimo, a circa 150km di altezza dalla superficie. A 125km cominciano i primi effetti dell'atmosfera, anche se il grosso della frizione con scia di fuoco avviene sotto i 70km.
Il modulo di servizio e quello abitativo hanno un rientro incontrollato che rallentano ed aumentano velocità in base a come casualmente si dispongono, ma l'orbita alla fine è una linea retta, quindi prima dello sgancio dei moduli la Soyuz si mette a 90 gradi del senso di marcia ( ad es. se l'orbita è di rotta 090, la Soyuz rivolge il muso verso 000) e a quel punto sgancia i vari moduli, che durante il rientro procederanno su orbite parallele senza mai intersecarsi.

Quello che posso dedurre dalla foto:
- la foto è rovesciata, il Nord ed il Sud sono invertiti: tutte le orbite hanno un senso di marcia Ovest-Est, questo perchè sia durante il lancio che il rientro, viene assecondata la rotazione della terra e sfrutta per risparmiare carburante durante il decollo e mitigare l'impatto atmosferico durante il rientro.
- la TMA-12M prima del rientro ha rivolto il muso verso Sud ed ha sganciato il modulo di servizio che procede su una rotta leggermente più a nord rispetto alla capsula (non ho mai capito su che fattori scelgano l'orientamento Nord rispetto al Sud o viceversa).
-Il modulo di servizio è quello più luminoso e più avanti, non avendo scudo termico e possibilità di manovra, rientra in maniera più violenta producendo più calore e scia di fuoco.
-La foto è stata scattata quando la capsula si trovava intorno ai 60km, nella fase in cui il picco termico è più elevato
-Il modulo abitativo è già bruciato, o quello che ne rimane è talmente piccolo da non essere visibile nella foto
@Mirko Speleo:
> La stessa orbita è impossibile

Immaginavo.
Ma allora ha avuto una bella fortuna a beccarli al volo!
@Donato
Aspetta forse ci siamo capiti male:
L'orbita intesa come numero temporale (90 min. l'una) non può essere la stessa, dato che solamente solo per la manovra di accensione serve mezza orbita rispetto al punto di rientro (anche se in caso di emergenza sono previste procedure più rapide).

L'orbita intesa come rotta è la stessa rispetto alla ISS, dato che per spostarla di un solo grado serve molta energia (carburante), dal momento del lancio, fino al rientro la Soyuz procede sulla stessa rotta orbitale della ISS.
La rotta della ISS è 045 sul nodo ascendente e 135 sul discendente, nel punto più nord che è il Cosmodromo di Bajkonur la rotta è 090, quindi quando è stata scattata la foto procedevano entrambe a 090.
Ovviamente l'orbita è una linea retta, ma la rotta orbitale è riferita alla direzione rispetto alla superficie terrestre che nel frattempo ruota sullo stesso asse.
La direzione orbitale ed il piano più a nord (e a sud) vengono scelti in base alla direzione presa durante il lancio, e a parte qualche piccola deviazione con i motori delle Progress attraccate (si parla di centesimi di grado), l'orbita è e rimarrà sempre la stessa. Nel caso della ISS il punto più a nord è appunto il Cosmodromo di Bajkonur da dove è stato effettuato il primo lancio per la sua costruzione.

Ecco l'orbita della ISS rispetto alla superficie terrestre in un'arco temporale di 20 ore circa:
http://www.astronomia24.com/images/428000707.jpg
@Mirko

Ok, la ISS passa ogni 90' per pochi minuti nella zona dove la Sojuz sta rientrando, ma per quanto tempo dura la scia ionizzata?
>ma per quanto tempo dura la scia ionizzata?

Di questi cosi non lo so, ma quella delle meteore normali dura decimi di secondo. Eccezionalmente qualche secondo. Ancora più eccezionalmente di più, ma in tal caso viene deformata dai moti dell'aria e assume andamento stortiforme.
@Donato
La ISS orbita attorno alla Terra a una velocità di 8km al secondo (circa 28.000 kmh).
La Soyuz si sgancia ed al momento giusto effettua la frenata di deorbita, accendendo i motori e rallentando di poche centinaia di kmh.
A questo punto l'orbita decade e dopo mezza orbita (45min) rientra sulla terra.
In pratica dalla ISS la vedono per tutto il tempo, perchè viaggia quasi alla stessa velocità, sulla stessa rotta orbitale, ma abbassandosi di quota progressivamente.

Dall'impatto con l'atmosfera fino al suolo passa meno di mezzora, ma il picco termico con la scia dura 5-10 min.
Ovviamente questi sono dati riferiti alle capsule, tra cui Apollo, Sojuz, Dragon, Orion, ecc..
Il rientro Atmosferico degli spazioplani quali lo Space Shuttle o il Buran durava di più per via di particolari manovre che dovevano effettuare per dissipare meglio il calore.