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6 commenti

Perché il prossimo volo verso la Stazione Spaziale impiegherà due giorni invece di sei ore?

Questo articolo vi arriva gratuitamente e senza pubblicità grazie alla gentile donazione di un utente che desidera restare anonimo. Se vi piace, potete incoraggiarmi a scrivere ancora (anche con un microabbonamento). Ultimo aggiornamento: 2015/08/31 11:30.

Il 2 settembre prossimo partirà dal cosmodromo di Baikonur, in Kazakistan, un razzo Soyuz che porterà nello spazio e alla Stazione Spaziale Internazionale tre astronauti: il Kazako Aidyn Aimbetov, il russo Sergei Volkov e il danese Andreas Mogensen. Ma a differenza dei lanci precedenti, questo volo impiegherà due giorni a raggiungere la Stazione invece di sei ore. Come mai?

È dal 2013 che le Soyuz hanno iniziato a raggiungere la Stazione in sei ore; prima la durata tipica del viaggio era appunto di due giorni, con tutti i disagi che questo comporta a causa delle dimensioni ridottissime del veicolo spaziale.

Da sinistra, Aimbetov, Volkov e Mogensen.
Credit: NASA.
La ragione di questo ritorno al passato, spiega l'ente spaziale europeo ESA, è che l'orbita attuale della Stazione è leggermente più alta del solito, perché la Stazione ha effettuato una manovra standard il 26 luglio per evitare un detrito spaziale. Questa maggiore quota (400 km di media), scrive l'ESA, rende più difficile raggiungere la Stazione in sole sei ore e quindi l'ente spaziale russo Roskosmos ha deciso prudenzialmente di tornare al profilo di volo lungo, relativamente meno impegnativo e definito “più sicuro e affidabile” da Roskosmos, che aggiunge che la manovra della ISS ha “cambiato notevolmente le condizioni balistiche”.

La giustificazione parrebbe però contraddetta dai dati storici orbitali della ISS, dato che nei mesi scorsi la Stazione era ancora più in alto: per esempio, all'arrivo di Samantha Cristoforetti, Terry Virts e Anton Shkaplerov con la Soyuz TMA-15M, a fine novembre 2014, la quota media della ISS era circa 412 km, e durante il volo della Soyuz TMA-16M, a fine marzo 2015, era di 401 km, come mostra questo grafico di Heavens-Above.com:



Probabilmente mi manca qualche dato che spiega la discrepanza: ho chiesto chiarimenti all'ESA.

La diretta streaming del lancio inizierà su NASA TV alle 23:45 EDT dell'1 settembre (le 5:45 del 2 settembre, ora dell'Europa centrale CET) e il lancio avverrà alle 00:37 EDT del 2 settembre (le 6:37 CET, 10:37 ora di Baikonur).

L'attracco al modulo russo Poisk della Stazione Spaziale Internazionale è previsto per le 3:42 EDT di venerdì 4 settembre (9:42 CET) e verrà anch'esso trasmesso in diretta streaming da NASA TV a partire dalle 9:00 CET. L'apertura dei portelli è prevista intorno alle 6:15 EDT (12:15 CET) e verrà trasmessa dalle 11:45 CET.

Grazie all'arrivo del nuovo equipaggio, gli occupanti della Stazione torneranno a essere nove; è da novembre del 2013 che non accade. Ma sarà una condizione molto temporanea, perché Mogensen e Aimbetov ripartiranno per la Terra il 12 settembre insieme a Gennady Padalka, che è già a bordo della Stazione e ne è l'attuale comandante. Il passaggio del comando allo statunitense Scott Kelly, già a bordo e impegnato in una missione di quasi un anno insieme al collega russo Mikhail Kornienko, avverrà il 5 settembre alle 2:40 EDT (8:40 CET).


Fonti aggiuntive: NASA.
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Commenti
Commenti (6)
Credo che la frase chiave sia "ha cambiato notevolmente le condizioni balistiche": IMHO in caso di fallito aggancio gli astronauti devono rientrare a terra, se il rientro non va in maniera nominale, si effettua un rientro BALISTICO cioè guidato esclusivamente dalle leggi della fisica senza interventi della soyuz stessa, evidentemente in questo momento con quell'orbita, il rientro balistico (eventualità che comunque accadrebbe a seguito di due problemi seri, cioè mancato aggancio e problemi di rientro controllato) sarebbe troppo rischioso. Just my two cents... Raffaele
Due giorni sono tanti, in tuta spaziale. Non sarà che hanno fatto qualche casino col redocking della Soyuz TMA-16M (il modulo già agganciato alla ISS) ?
Paolo,

Il problema è il "phase angle", cioè l'angolo possibile tra la ISS e la Vostok nel momento in cui entra in orbita, legato a sua volta alla disponibilità di propellente per le manovre. Il range di questo angolo è molto ridotto se si usa il rendezvous in 4 orbite (6 ore) invece di quello in due giorni, ma se la ISS deve fare una manovra di debris avoidance, a causa del maggiore delta-v, diminuisce sotto il limite accettabile, rendendo la fast-track di 4 orbite impossibile.

Tra l'altro, uno si potrebbe chiedere perché si usino 6 ore (4 orbite) o 2 giorni, e nessun valore intermedio.

La risposta è che dopo un giorno gli astronauti sono soggetti al massimo stress dopo il lancio e prima dell'adattamento in orbita, il che rende rischioso per loro manovrare correttamente e ha causato diversi problemi in passato. Prima di allora, gli astronauti sono ancora in stato pressoché euforico. Dopo due giorni, si sono adattati alla mancanza di peso.

Altri valori sono impossibili perché, soprattutto dopo il collasso dell URSS, dalla quinta orbita diventa difficile comunicare con la Soyuz a causa della copertura delle stazioni di ascolto e questo non ha consentito di testare questo tipo di rendevous veloce con le navette automatiche Progress prima di usarla con le Vostok. Quindi: o <4 orbite (6 ore circa), o > 48 ore.

Vedi Murtazin, Profiles of Quick Access to the Orbital Station for Modern Spacecraft, 2012.
Questa intervista a Murtazin, del Trajectory Department, di RSC Energia, l'autore dell'articolo di cui sopra, chiarisce ogni dettaglio:

"If, for some reason, we are suddenly not able to meet these conditions, then, let me say it again, and it is written in all of our documents, we are going to perform the rendezvous using the two-day profile. [...] If between March 22 and 28 [si riferisce ad un lancio precedente] some debris appear, we, of course, must perform avoidance maneuver, but by doing this, we will not get out of the optimum phase range."
ovviamente dove ho scritto Vostok intendevo Soyuz... reminescenze di un'infanzia da spacenerd :)
Paolo,

forse mancava un'informazione importante.

Come ho illustrato il propellente necessario è superiore con il profilo di volo rapido rispetto a quello lento, per poter avere la riserva necessaria a rispettare il phase range, che è di 20 gradi per il profilo di volo di 6 ore, e di ben 150 per quello di due giorni. Più il range è grande, più eventuali errori possono essere riassorbiti aumentando il propellente usato nei burns.

Ma c'è un altro problema: la fase del piano orbitale della ISS, che cambia di 22.9 deg ad ogni orbita. A causa di questo, la ISS non passa SPESSO sopra la base di lancio. Certamente si può lanciare anche quando c'è una piccola differenza tra il piano orbitale della ISS e la traiettoria della Soyuz, ma via via che la differenza aumenta, aumenta anche rapidamente il propellente necessario per variare il piano orbitale della Soyuz.

E' chiaro quindi che in generale conviene attendere, ma quando il calendario è fitto come in questo periodo, non è possibile. Se la ISS ha subito un re-boost, questo può portare all'impossibilità di lanciare rispettando il phase range stabilito dalle regole.

Penso che questo spieghi in maniera esaustiva perché la quota della ISS accettabile per il quick profile può variare entro ampi margini a seconda dei casi.