Giovedì 29 aprile la Cina ha inviato nello spazio il modulo principale della sua stazione spaziale, dando il via a una serie di missioni cruciali che mirano a completare la costruzione della stazione entro la fine del prossimo anno. Il razzo Lunga Marcia-5B Y2, che trasportava il modulo Tianhe, è decollato dal sito di lancio di Wenchang, che si trova sulla costa dell'isola meridionale della provincia di Hainan, alle 11:23, ora di Pechino, (le 5:23 italiane). La versione 5B del potente vettore cinese, non ospita il secondo stadio, sacrificandolo per ospitare carichi utili più grandi, come appunti i moduli della stazione spaziale. Gli otto motori dei quattro razzi laterali, alimentati a cherosene ed ossigeno liquido, e i due motori YF-77 dello stadio centrale, alimentati a idrogeno ed ossigeno liquido, hanno generato 952 tonnellate di spinta a piena potenza. Il tozzo, ma robusto razzo si è innalzato attraverso uno strato di nuvole che copriva Wenchang e ha virato a sud-est sul Mar Cinese Meridionale. La televisione statale cinese ha trasmesso il lancio in diretta, mostrando viste spettacolari dalle "telecamere di bordo" che hanno ripreso il video del Lunga Marcia-5B che si librava tra le nuvole e perdeva componenti esausti durante il viaggio verso l'orbita. I quattro razzi laterali, ciascuno spinto da due motori, si sono spenti e sono stati rilasciati dopo quasi tre minuti dall'inizio della missione. Qualche istante dopo, l'ogiva protettiva che avvolgeva il modulo Tianhe si è staccata, quando il razzo ha raggiunto l'ambiente più rarefatto dello spazio. Circa 494 secondi dopo il decollo, Tianhe si è separata dal razzo ed è entrata nell'orbita pianificata. Alle 12:36 i suoi pannelli solari si sono aperti ed hanno iniziato a funzionare correttamente. Il successo del lancio del modulo centrale sottolinea che la costruzione della stazione spaziale cinese è entrata nella fase di piena implementazione, e questo pone una solida base per i compiti che seguiranno, ha affermato il presidente cinese Xi Jinping in un messaggio di congratulazioni.
Nell'immagine, ripresa da una delle telecamere a bordo del modulo Tianhe, uno dei pannelli solari dispiegati. Credit: Xinhua
A nome del Comitato Centrale del Partito Comunista Cinese (PCC), del Consiglio di Stato e della Commissione Militare Centrale (CMC), Xi, anche segretario generale del Comitato Centrale del PCC e presidente del CMC, ha rivolto, nel messaggio, calorose congratulazioni e sinceri saluti a tutti membri che hanno partecipato alla missione. La Cina, nel suo quasi trentennale programma spaziale abitato, è stata 'costretta' a imbarcarsi nel progetto della propria stazione spaziale dopo che gli Stati Uniti e la Russia si sono rifiutati di farla partecipare alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Tianhe fungerà da snodo di gestione e controllo della stazione spaziale Tiangong, che significa Palazzo Celeste, con una serie di boccaporti dove potranno attraccare fino ad un massimo di tre veicoli spaziali alla volta per brevi soggiorni o due per lunghi periodi, ha detto Bai Linhou, vice capo progettista di la stazione spaziale presso la China Academy of Space Technology (CAST), sotto la China Aerospace Science and Technology Corporation. Tianhe ha una lunghezza totale di 16,6 metri, un diametro massimo di 4,2 metri e una massa al decollo di 22,5 tonnellate ed è il più grande veicolo spaziale sviluppato dalla Cina. Nonostante le similitudini esterne, con il modulo centrale della stazione spaziale sovietica MIR, Tianhe è più spaziosa e dotata di maggiori confort e miglioramenti tecnologici rispetto alla sua cugina russa. La stazione spaziale cinese, una volta completata, sarà a forma di T con il modulo centrale al centro e un modulo laboratorio su ciascun lato. Ogni modulo supererà le 20 tonnellate. Quando alla stazione saranno attraccati sia i veicoli spaziali con equipaggio che quelli cargo, il suo peso potrebbe raggiungere quasi le 100 tonnellate. La stazione opererà nell'orbita bassa terrestre ad un'altitudine compresa tra 340 km e 450 km. La stazione, battezzata non ufficialmente dagli occidentali CSS (China Space Station) ha una vita prevista di 10 anni, ma gli esperti ritengono che potrebbe durare più di 15 anni con un'adeguata manutenzione e riparazione. "Impareremo come assemblare, far funzionare e mantenere grandi veicoli spaziali in orbita, e miriamo a trasformare Tiangong in un laboratorio spaziale a livello statale che supporti la lunga permanenza degli astronauti e gli esperimenti scientifici, tecnologici e applicativi su larga scala," ha detto Bai. "Si prevede inoltre che la stazione contribuisca allo sviluppo e all'utilizzo pacifico delle risorse spaziali attraverso la cooperazione internazionale, nonché all'arricchimento delle tecnologie e dell'esperienza per le future esplorazioni della Cina nello spazio più profondo," ha proseguito Bai.
Nell'immagine, il modulo Tianhe prima di essere imbarcato a bordo del razzo Lunga Marcia-5B. Credit: Weibo
Come modulo centrale della stazione, Tianhe aiuterà gli ingegneri aerospaziali cinesi a effettuare la verifica delle tecnologie chiave, tra cui pannelli solari flessibili, assemblaggio e manutenzione in orbita e soprattutto un nuovo sistema di supporto vitale. La Cina invierà quest'anno anche il veicolo spaziale cargo Tianzhou-2 e il veicolo con equipaggio Shenzhou-12, destinati ad attraccare al modulo centrale. Tre astronauti saranno a bordo di Shenzhou-12 e rimarranno in orbita per tre mesi, lo ha rivelato Hao Chun, direttore del China Manned Space Agency (CMSA). "Trasporteremo prima i materiali di supporto, i pezzi di ricambio e le attrezzature necessarie, quindi il nostro equipaggio," ha detto Hao. Anche il cargo Tianzhou-3 e l'astronave con equipaggio Shenzhou-13 saranno lanciati, entro la fine dell'anno, con destinazione Tianhe, e altri tre astronauti inizieranno quindi la loro permanenza in orbita, questa volta per sei mesi. La permanenza più lunga nello spazio finora degli astronauti cinesi è stata di 33 giorni. "Nelle missioni precedenti, abbiamo inviato acqua e ossigeno nello spazio insieme agli astronauti. Ma per un soggiorno da tre a sei mesi, l'acqua e l'ossigeno avrebbero riempito la nave da carico senza spazio per altri beni e materiali necessari. Quindi abbiamo installato nel modulo centrale un nuovo sistema di supporto vitale per riciclare l'urina, il condensato del respiro esalato (EBC) e l'anidride carbonica," ha spiegato Bai. Grazie a questo sistema, l'urina può essere trasformata in acqua distillata, di cui, una parte può essere utilizzata per lo sciacquone e il resto, insieme all'acqua EBC raccolta, può essere ulteriormente purificato per la generazione di ossigeno elettrolitico ed esperimenti, ha detto Cui Guangzhi, progettista del sistema di trattamento delle urine, un sottosistema del sistema di supporto vitale, svilupato dal Secondo Istituto della China Aerospace Science and Industry Corporation Limited (CASIC). "Il riciclaggio dell'acqua può ridurre l'ammontare del carico delle navi cargo e tagliare notevolmente i costi di esercizio della stazione spaziale," ha detto Cui. Bai Linhou ha sottolineato che il sistema di supporto vitale è una sfida. "Non è mai stato utilizzato nelle precedenti missioni spaziali della Cina. Il diverso ambiente gravitazionale nello spazio rende difficile perfezionare la tecnologia a terra". "La tecnologia di supporto vitale è un punto cruciale per far si che gli astronauti possano rimanere sulla Luna o esplorare lo spazio più profondo. Svilupperemo la tecnologia passo dopo passo, prima riciclando acqua e ossigeno su Tiangong, e poi piantando ortaggi e raccolti nello spazio per realizzare gradualmente il necessario alimentare", ha aggiunto Bai. Dopo le cinque missioni previste quest'anno, la Cina pianifica sei missioni, nel 2022 per completare la costruzione della stazione spaziale, tra cui il lancio dei moduli laboratorio Wentian e Mengtian, quello di due veicoli spaziali cargo e due astronavi con equipaggio.
Nell'immagine generata al computer come si presenterà la stazione spaziale Tiangong una volta completata. Credit: Wikipedia/Sagittarius A
Il laboratorio Wentian avrà una camera di equilibrio più grande di quella presente nel modulo centrale Tianhe per supportare le passeggiate spaziali, più un braccio robotico per spostare carichi utili ed esperimenti scientifici fuori dalla stazione spaziale. L'altro modulo di ricerca, Mengtian, è simile a Wentian ma ha uno speciale boccaporto per trasferire merci e strumenti tra l'interno e l'esterno della stazione spaziale. "Dobbiamo assicurarci che ogni lancio sia affidabile e che il funzionamento dei veicoli spaziali in orbita sia sicuro. Ogni missione è un test per la nostra organizzazione, per la gestione, le tecnologie utilizzate e la capacità di supporto," ha affermato Zhou Jianping, capo progettista del programma spaziale cinese con equipaggio. La stazione offrirà agli astronauti più di 100 metri cubi di spazio per vivere e lavorare, più di sei volte quella del laboratorio spaziale Tiangong-2. Il modulo centrale Tianhe fornirà agli astronauti sei zone rispettivamente per lavoro, sonno, igiene, ristorazione, assistenza sanitaria ed esercizio fisico. Se Tiangong-1 e Tiangong-2 erano come appartamenti con una camera da letto, la stazione spaziale invece equivale a un appartamento con tre camere da letto, un soggiorno, una sala da pranzo e un ripostiglio. I ricercatori e gli ingegneri hanno anche reso il lavoro e la vita nello spazio più comodi e convenienti grazie a informazioni avanzate e tecnologie di intelligenza artificiale. Gli astronauti possono controllare l'illuminazione della cabina e le attrezzature della cucina tramite l'APP del telefono e telefonare tra loro o comunicare con il suolo in modalità wireless. L'ampia larghezza di banda può anche supportare la trasmissione a terra di enormi quantità di dati sperimentali. La maggiore velocità della rete spazio-terra consentirà inoltre agli ingegneri di caricare programmi software modificati sulla stazione spaziale. I bracci meccanici installati sulla stazione spaziale aiuteranno gli astronauti nei loro lavori di assemblaggio, funzionamento e manutenzione della stazione. La stazione dispone anche di tecnologie più avanzate grazie alla collaborazione da parte di università, istituti di ricerca e dipartimenti industriali in tutto il paese. Tiangong sarà più efficiente dal punto di vista energetico, con l'efficienza di conversione fotoelettrica del suo sistema fotovoltaico superiore al 30 percento, e utilizzando la propulsione elettrica piuttosto che la propulsione chimica convenzionale, ha detto Zhou.
Nella foto l'interno del modulo Tianhe. Credit: Xinhua
Nel 1992, la Cina ha avviato il programma spaziale con equipaggio con una strategia in tre fasi. "Progressi costantemente con una pianificazione sistematica e a lungo termine: questo è un buon esempio di come la Cina fa le cose," ha sottolineato Zhou. Il primo passo è stato inviare gli astronauti nello spazio e farli tornare sani e salvi. Le missioni di Shenzhou-5 nel 2003 e Shenzhou-6 nel 2005 sono state entrambi di successo. Il secondo passo è stato quello di testare le tecnologie chiave necessarie per una stazione spaziale permanente, compresa l'attività extra-veicolare, l'attracco orbitale e il rifornimento di propellenti in orbita.
Questa fase includeva il lancio di Tiangong-1, una piattaforma di transizione per testare la tecnologia di attracco, e il laboratorio spaziale Tiangong-2. La Cina ha lanciato 11 veicoli spaziali per equipaggio, un veicolo spaziale cargo, i laboratori spaziali Tiangong-1 e Tiangong-2, inviando complessivamente 11 astronauti nello spazio e completando i primi due passaggi del programma spaziale abitato. Il terzo passo è assemblare e gestire una stazione spaziale con equipaggio permanente, e questo segnerà un nuovo massimo nella tecnologia spaziale cinese. Bai Linhou ha detto che la stazione potrebbe supportare al massimo sei astronauti contemporaneamente. Lanci regolari di astronavi con equipaggio e cargo garantiranno una presenza con equipaggio a lungo termine per svolgere ricerche e servizi in orbita. Ingegneri di volo ed esperti di carico utile sono per la prima volta nella riserva degli astronauti per soddisfare le esigenze di manutenzione e ricerca avanzata della stazione spaziale. Una struttura così grande offrirà molte opportunità per la ricerca scientifica e gli esperimenti tecnologici, ha affermato Zhou. "È destinato ad arricchire la nostra comprensione dell'universo e promuovere lo sviluppo della scienza, della tecnologia e delle applicazioni". Si prevede che la coltura di semi, la ricerca farmaceutica e lo sviluppo di materiali critici, nella stazione spaziale, produrranno benefici economici. È probabile che anche la tecnologia di supporto vitale e la tecnologia energetica giovino allo sviluppo economico e sociale. Hao Chun ha affermato che la stazione spaziale diventerà un'eccellente piattaforma per l'educazione scientifica popolare, come corsi online dallo spazio e dimostrazioni di progetti di scienze spaziali progettati da studenti delle scuole. Nel giugno 2013, l'astronauta Wang Yaping ha tenuto la prima lezione di scienza televisiva del paese dallo spazio a un pubblico di oltre 60 milioni di scolari e insegnanti in tutta la Cina. La lezione è durata 40 minuti sui principi di fisica di base e ha acceso i sogni spaziali di milioni di studenti cinesi. Da quando la Cina ha iniziato a sviluppare il suo programma spaziale con equipaggio, ha portato avanti la cooperazione internazionale con un atteggiamento aperto aderendo al principio dell'uso pacifico dello spazio e della condivisione vantaggiosa per tutti. Per il progetto della stazione spaziale, la Cina ha ampi scambi e cooperazione con l'Ufficio delle Nazioni Unite per gli affari dello spazio esterno (UNOOSA), l'Agenzia spaziale europea e le agenzie spaziali nazionali di paesi come Germania, Italia, Francia e Pakistan. La cooperazione ha coperto più campi, comprese le tecnologie, la ricerca scientifica e l'applicazione e la selezione per l'addestramento degli astronauti, producendo molti risultati. Nel marzo 2016, la CMSA e l'UNOOSA hanno firmato un memorandum d'intesa per invitare gli Stati membri delle Nazioni Unite a condurre esperimenti scientifici a bordo della stazione spaziale cinese. Nel maggio 2018, 27 paesi hanno presentato 42 proposte di cooperazione in risposta all'invito delle due agenzie. Nel giugno 2019, la Cina ha rilasciato il primo lotto di nove progetti di cooperazione internazionale selezionati congiuntamente, che coinvolgono 17 paesi, in medicina aerospaziale, scienze della vita e biotecnologia, fisica della microgravità e scienza della combustione, astronomia e altre tecnologie emergenti. Secondo Hao, i progetti di ricerca vengono eseguiti come previsto e la Cina continuerà a sollecitare progetti di cooperazione a livello globale con l'UNOOSA.
Nella foto il razzo Lunga Marcia-5B sulla rampa di lancio di Wenchang. Credit: Xinhua
I carichi utili, diretti alla stazione spaziale, saranno aggiornati costantemente, ha spiegato Bai. Le astronavi cargo invieranno nuovi carichi utili e rimuoveranno quelli vecchi, garantendo continue opportunità per nuovi progetti internazionali. "Vorremmo vedere, in futuro, anche astronauti stranieri partecipare alle missioni di volo spaziale della Cina, lavorando e vivendo nella stazione spaziale cinese," ha osservato Hao. Diverse agenzie spaziali straniere hanno reso noto l'intenzione di cooperare e la Cina inizierà la selezione di astronauti stranieri ed effettuerà voli congiunti in base al progresso della missione. "Attraverso la cooperazione, vogliamo trasformare la stazione spaziale cinese in una piattaforma di ricerca scientifica condivisa dal mondo e a beneficio di tutta l'umanità," ha concluso Hao. La CSS sarà anche affiancata in orbita dal modulo ottico Xuntian, un telescopio spaziale di classe Hubble sulla stessa orbita. Il telescopio spaziale avrà un'apertura di 2 metri, paragonabile quindi a quello di Hubble, ma presenterà un campo visivo 300 volte maggiore, consentendo il rilevamento del 40% del cielo entro un decennio. Xuntian sarà in grado di agganciarsi alla CSS per la manutenzione e le riparazioni. La stessa stazione spaziale potrebbe anche essere ampliata, se necessario, da tre a sei moduli, utilizzando moduli sviluppati come riserve.
Con il modulo Tianhe ora in orbita, i funzionari spaziali cinesi completeranno i preparativi per il lancio di un razzo Lunga Marcia 7, previsto per il 20 maggio, che trasporterà la nave di rifornimento cargo Tianzhou 2. Il cargo attraccherà automaticamente con il modulo Tianhe pochi giorni dopo il lancio, ponendo le basi per il decollo di un Lunga Marcia 2F dalla base spaziale di Jiuquan già al 10 giugno con il primo equipaggio di astronauti destinati a visitare la nascente stazione spaziale.
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