Il prossimo equipaggio di astronauti NASA della stazione spaziale potrebbe essere l'ultimo ad ammarare nell'oceano vicino alla costa orientale degli Stati Uniti.
La missione Crew-9 con astronauti è programmata per il lancio verso la Stazione Spaziale Internazionale (IS) non prima del 18 agosto 2024, diventando forse l'ultima missione ISS guidata dalla NASA a rientrare nell'Oceano Atlantico a bordo della Crew Dragon.
Rientri rischiosi
I ripetuti problemi con grandi pezzi di detriti delle Dragon, il 'trunk' in cui sono conservati diversi apparati per il funzionamento del veicolo in orbita, si sono ripetutamente schiantati al suolo in aree che vanno dall'Australia, al Canada, alla Carolina del Nord. Fortunatamente questi rientri incontrollati non hanno causato nessun danno a cose o persone. Una misura per risolvere il problema sarà quindi incaricare i futuri veicoli spaziali dopo la Crew-9, forse già dalla Crew-10, di ammarare nella costa pacifica degli Stati Uniti, lo ha affermato SpaceX durante una conferenza stampa tenuta il 26 luglio 2024.
"Quello che faremo è implementare una modifica software per completare l'accensione di deorbita prima di espellere il trunk, come abbiamo fatto con Dragon-1, e poi il trunk rientrerà intenzionalmente in un'area disabitata dell'oceano," ha detto Sarah Walker, direttrice della gestione della missione Dragon di SpaceX, nel briefing trasmesso in live streaming. "Quindi, per rendere possibile questa modifica, sposteremo l'anno prossimo una nave di recupero per le Dragon nel Pacifico".
Oltre a meno spazzatura spaziale, la costa del Pacifico tende a essere soggetta a meno casi di condizioni meteorologiche estreme e uragani, aggiungendo potenzialmente più prevedibilità per programmare la fine delle missioni con equipaggio, ha osservato Walker.
I quattro astronauti a bordo della Crew-9 includono il comandante Zena Cardman (NASA), il pilota Nick Hague (NASA), lo specialista di missione Stephanie Wilson (NASA) e lo specialista di missione Alexsandr Gorbunov (Roscosmos).
Nella foto un detrito del trunk di una Dragon rinvenuto nella Carolina del Nord, Stati Uniti, il 22 maggio 2024. Credito: Future/Brett Tingley
Crew-9 volerà nello spazio solo dopo che la NASA avrà approvato di nuovo il Falcon 9 per i lanci alla ISS, ma finora tutto procede per un decollo il 18 agosto. Il secondo stadio del Falcon 9 ha subito un guasto l'11 luglio a causa di una perdita di ossigeno, durante il lancio di un satellite Starlink. SpaceX afferma di aver risolto la questione con la Federal Aviation Administration e la prima missione è già avvenuta regolarmente sabato 27 luglio, come illustrato da Marco Di Lorenzo nella Immagine del Giorno.
La NASA ha affermato che le riparazioni approvate dalla FAA avverranno prima del consiglio di controllo del programma dell'agenzia spaziale per Crew-9, ma l'agenzia è stata coinvolta nell'indagine di SpaceX per tutto il tempo ed è fiduciosa nel lavoro svolto finora. "Sappiamo esattamente cosa ha fatto SpaceX," ha affermato Steve Stich della NASA, responsabile del programma per l'equipaggio commerciale, nel briefing.
Dettagli ulteriori
Il veicolo spaziale Dragon è composto da due parti: una sezione pressurizzata che trasporta in sicurezza equipaggio e carico e una sezione non pressurizzata e consumabile chiamata 'trunk' (bauliera in inglese), che contiene l'hardware utilizzato per l'alimentazione e il raffreddamento della navicella spaziale mentre è in orbita. Nelle missioni di carico, il trunk può anche consegnare o smaltire hardware non pressurizzato dalla ISS, a seconda delle esigenze della missione. Quando Dragon torna sulla Terra, il trunk viene sganciato prima che la navicella rientri nell'atmosfera ed ammari in sicurezza.
Durante le prime 21 missioni di Dragon, il trunk è rimasto attaccato alla sezione pressurizzata del veicolo fino al completamento dell'accensione di uscita dall'orbita. Poco prima che la navicella iniziasse a rientrare nell'atmosfera, il trunk veniva sganciato per garantire che rientrasse in sicurezza in aree disabitate nell'Oceano Pacifico.
Nell'immagine un detrito del trunk di una Dragon rinvenuto in Canada lo scorso aprile. Credito: Adam Bent/CBC
Dopo sette anni di operazioni di recupero di successo sulla costa occidentale degli Stati Uniti, le operazioni di recupero di Dragon si sono spostate sulla costa orientale nel 2019, consentendo ai team di disimballare e consegnare carichi critici ai team della NASA in Florida in modo più efficiente e di trasportare gli equipaggi più rapidamente al Kennedy Space Center. Inoltre, la vicinanza dei nuovi punti di ammaraggio alla struttura di elaborazione Dragon di SpaceX presso la Cape Canaveral Space Force Station in Florida ha consentito ai team di SpaceX di recuperare e ristrutturare la navicella Dragon a un ritmo più rapido per supportare una lista di missioni Dragon in rapida crescita dopo il completamento della missione Demo-2 della NASA nell'agosto 2020.
Questo cambiamento ha richiesto a SpaceX di sviluppare quelle che sono diventate le attuali operazioni di recupero Dragon, implementate per la prima volta durante le missioni Demo-1 e CRS-21. Oggi, il trunk di Dragon viene espulso prima dell'accensione di deorbita del veicolo mentre è ancora in orbita, rientrando passivamente e rompendosi nell'atmosfera terrestre nei giorni e nei mesi successivi. Poiché il trunk non ha capacità di manovra proprie dopo la separazione, la posizione e il momento preciso del rientro non possono essere previsti e dipendono dall'attività solare.
Durante lo sviluppo delle attuali operazioni di rientro di Dragon, i team di ingegneria di SpaceX e NASA hanno utilizzato modelli standard del settore per comprendere le caratteristiche di distruzione del trunk. Questi modelli prevedevano che il trunk sarebbe completamente bruciato a causa delle alte temperature create dalla resistenza dell'aria durante i rientri ad alta velocità nell'atmosfera terrestre, senza lasciare detriti. I risultati di questi modelli sono stati un fattore determinante nella decisione di deorbitare passivamente il trunk e consentire così gli ammaraggi delle Dragon al largo della costa della Florida.
Nell'immagine le parti principali di una Crew Dragon. Credito: SpaceX
Una scelta difficile
Dopo aver tratto nuove conclusioni sulla base dei dati, la SpaceX ha apportato due modifiche immediate continuando a trovare una soluzione a lungo termine. Innanzitutto, in accordo con la NASA, ha sospeso lo smaltimento del carico utile del trunk durante le operazioni di rientro; un trunk vuoto ha una probabilità maggiore di bruciare completamente durante il rientro rispetto a uno con carichi utili. Successivamente, SpaceX ha implementato modifiche sostanziali a determinati componenti del trunk di Dragon per migliorare ulteriormente la probabilità che si disintegri completamente durante il rientro.
Allo stesso tempo, i team di ingegneria di SpaceX hanno esplorato un'ampia varietà di soluzioni per eliminare completamente il rischio che i detriti del trunk atterrassero su aree popolate senza aumentare il rischio per l'equipaggio di Dragon o per il pubblico. Alcune delle opzioni studiate includevano una completa ri-progettazione del trunk; un sistema di propulsione e guida dedicato per consentire al trunk di uscire dall'orbita; il suo sgancio in momenti diversi durante l'accenzione di uscita dall'orbita; e altro ancora.
Dopo un'attenta revisione e considerazione di tutte le possibili soluzioni, unite alle nuove conoscenze sui modelli standard del settore e sul fatto che i trunk di Dragon non bruciano completamente durante il rientro, i team di SpaceX hanno concluso che il percorso più efficace da seguire era tornare alle operazioni di recupero sulla costa occidentale.
Nella foto la Crew Dragon della missione Axiom-1 mentre scende verso l'ammaraggio. Credito: SpaceX
Per raggiungere questo obiettivo, SpaceX implementerà una modifica software che farà sì che Dragon esegua la sua accensione di deorbita prima di espellere il trunk, in modo simile ai primi 21 recuperi di Dragon. La separazione del trunk dopo l'accensione di deorbita lo posiziona su una nota traiettoria di rientro, che gli permette di ammarare in sicurezza a monte della navicella Dragon al largo della costa della California. SpaceX sta collaborando con la NASA, la FAA e altre agenzie federali per valutare tutte le potenziali posizioni di ritorno al largo della costa della California per garantire ammaraggi Dragon sicuri e affidabili sulla costa occidentale.
Per supportare queste modifiche, una nave di recupero Dragon si sposterà nel Pacifico, dove verranno utilizzate le strutture SpaceX esistenti nel porto di Long Beach per supportare il lavoro e le operazioni iniziali post-volo su Dragon. Dopo l'ammaraggio, l'equipaggio e il carico transiteranno in California prima delle loro destinazioni finali, come Houston, Texas o Cape Canaveral, Florida. La ristrutturazione del Dragon continuerà a svolgersi principalmente presso la struttura SpaceX di elaborazione del Dragon presso il Kennedy Space Center della NASA in Florida per preparare le navicelle spaziali Dragon per i prossimi voli.
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