Il Tredicesimo Cavaliere

Scienze dello Spazio e altre storie

Saranno questi i nuovi Shuttle?

Negli ultimi anni il settore aerospaziale sembra aver abbandonato l’uso degli spazioplani, come nel caso del pensionamento dello Space Shuttle. In realtà ciò è vero solo in parte, infatti sia la Russia che gli Stati Uniti hanno in progetto di sviluppare una nuova generazione di Shutlle. Di seguito parleremo della navetta russa Kliper e le navette della serie X-37 costruite negli Stati Uniti.

1Lo spazioplano Kliper

Kliper è uno spazioplano prodotto dall’ Agenzia Spaziale Russa Roskosmos, il cui principale appaltatore è RKK Energia in collaborazione con l’ESA(Agenzia Spaziale Europea), che si occupa dell’aviotronica e dei sistemi di pilotaggio e la JAXA (Agenzia Spaziale Giapponese) per lo sviluppo dell’elettronica di bordo. Il progetto della navetta iniziò nel 2005 ma subì ritardi a causa delle modifiche al progetto e successivi problemi di fondi da parte della RKK Energia. Per questi motivi, l’Agenzia Spaziale Russa ha cercato di coinvolgere nel progetto anche l’Agenzia Spaziale Europea, la quale è la principale utilizzatrice dei mezzi spaziali russi. Non esiste una stima precisa di costi, in quanto le variazioni al progetto originale hanno determinato una fluttuazione compresa tra 15 e 16 milioni di dollari.

Inizialmente il primo test di volo sarebbe dovuto avvenire nel 2011, mentre il volo inaugurale l’anno seguente. L’Agenzia Spaziale Russa ha fatto tesoro dell’esperienza maturata nello sviluppo degli spazioplani, come il MIG-105 e il Buran, cercando di creare una navetta completamente riutilizzabile per il trasporto di passeggeri e rifornimenti. La navetta ha lo spazio sufficiente per 6 persone e 500 kg di carico, è provvista di uno scudo termico in piastrelle come lo Shuttle e il Buran. Sarà in grado di planare come un aliante al rientro nell’atmosfera terrestre, per poi atterrare su una pista di aerei usando un carrello d’atterraggio. Kliper sarà sprovvisto di motori e si affiderà solo al razzo Soyuz per la sua messa in orbita. Per dare alla navetta una grande flessibilità operativa, la si è dotata di un sistema di aggancio sulla coda per connetterla a moduli di trasporto o a moduli provvisti di motori oppure a moduli vitali per possibili missioni prolungate nello spazio o, in alternativa, ad una possibile combinazione di più soluzioni. Quest’ultimo aspetto è tenuto in grande considerazione dai progettisti del Kliper, poiché il mezzo potrà essere impiegato in missioni orbitali lunari e marziane. I profili delle future missioni del Kliper saranno i più disparati ma, nell’immediato, dovrebbe essere impiegato nel connetere la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) alla Terra, sostituendo le Soyuz.

Per tali missioni, inoltre,  è stato progettato un modulo di connessione, Parom, anche questo riutilizzabile perché verrà lasciato in orbita bassa al rientro della navetta, per essere riagganciato nella missione successiva verso la ISS. Se il progetto Kliper andrà in porto, sarà necessario lanciarlo con un razzo vettore, come tutti i veicoli diretti nell’orbita bassa. La Roskosmos ha previsto di utilizzare gli attuali razzi Soyuz 2-3, apprezzati per la loro grande affidabilità (valutata attorno al 100%) e per ragioni logistiche inerenti al modo di lanciare la futura navetta: questa sarà sistemata sulla sommità del razzo proprio come le navette Soyuz, in una configurazione particolarmente cara agli ingegneri russi per ragioni di sicurezza e di affidabilità.

2Confronto tra la Soyuz e Kliper

Le Soyuz sono attualmente le uniche navette a solcare i cieli poiché, dopo il pensionamento della flotta Shuttle, non esistono più altri sistemi di trasporto verso la ISS. Nonostante Kliper miri a sostituire le vecchie Soyuz, alcune soluzioni tecniche di queste continueranno a sopravvivere nella nuova navetta riutilizzabile. La Soyuz è lanciata da un razzo che porta lo stesso nome della navetta ed è disposta sua sommità di questo. Analogamente anche Kliper sarà disposto sullo stesso razzo della Soyuz e nella medesima posizione. La soluzione ha due vantaggi in termini di costi e di progettazione: si riducono i costi e tempi utilizzando un sistema già ampiamente collaudato e sicuro. Entrambe le navette hanno la stessa capacità di carico di 500 kg. Inoltre Kliper sarà dotata di una toilette di bordo, già presente nello spazio angusto della Soyuz. La principale differenza tra i due velivoli risiederà nella completa riutilizzazione della Kliper unita alla capacità di trasportare fino a sei persona alla volta invece di trre. Attualmente, il progetto è stato bloccato dal governo russo nonostante la grande risonanza mediatica di cui aveva goduto. Non si parla di una vera e propria cancellazione ma sta di fatto che le difficoltà progettuali, unite all’aumento dei costi, hanno pesato sulle prospettive future. Sembra che la Roskosmos stia portando avanti lo sviluppo della capsula PPTS (Prospective Piloted System), con una capacità di carico e di trasporto di persone pari alla navetta spaziale Kliper. La PPTS può avere varie configurazioni: una per il trasporto fino a 6 persone verso la ISS, e una per il trasporto di quattro persone adatto per l’orbita lunare e altre missioni in orbita terrestre.

3X – 37

L’altro spazioplano di cui parleremo sarà l’X-37, sviluppato negli Usa dall’aeronautica militare (USAF), dalla DARPA (l’agenzia del Pentagono per l’alta tecnologia), dalla NASA e dalla principale contraente per lo sviluppo, la Boeing. Mentre Kliper era ancora in fase di progetto, già l’X-37A compiva dei test di volo tra l’anno 2005 e 2006. Il primo volo orbitale avverrà con una nuova versione denominata X-37B. Il suo primo lancio, OTV-1, partì da Cape Canaveral il 22 aprile 2010 fino al novembre dello stesso anno con l’atterraggio nella base militare di Vandemberg. La missione successiva, OTV-2, durò dal 5 marzo 2012 con il lancio da Cape Canaveral ,al 16 giugno 2012 con atterraggio nella base di Vendemrberg. L’ultimo volo, OTV-3, partì da Cape Canaveral l’11 dicembre 2012 e atterrò sempre a Vandemberg il 12 ottobre 2012 stabilendo il record di permanenza nello spazio di un velivolo automatizzato per un totale di 670 giorni. Ufficialmente lo scopo della OTV-3 era di controllare i seguenti sistemi:

  • navigazione

  • guida e controllo

  • protezione termica

  • aviotronica di bordo

  • reazione dei componenti soggetti alle alte temperature

  • isolamento riutilizzabili

  • parti elettroniche leggere per il controllo del volo

  • paracadute orbitale

  • fase di rientro e atterraggio su pista

Vista la genericità dei profili delle missioni, si è ipotizzato che queste navette fossero legate principalmente a impieghi militari. I costi di sviluppo iniziali erano di 301 milioni di dollari nel 2002, anno in cui la Boeing si è aggiudicata la commessa. Per ora i possibili impieghi futuri della navetta sembrano essere di ricognizione e di sorveglianza ma è stato annunciato lo sviluppo della navetta X-37C: una versione adatta al trasporto di astronauti alla stazione spaziale internazionale.

5Confronto tra X-37 e Space Shuttle

La navetta X-37 è una versione ridotta dello Space Shuttle, pertanto ne condivide lo scudo termico in piastrelle e un carrello retrattile per gli atterraggi in aeroporto. La principale differenza con lo Space Shuttle risiede nelle dimensioni più ridotte dell’X-37 e un sistema di aggancio sulla coda per il trasporto di moduli specifici nelle diverse missioni. Come per Kliper, l’X-37 è progettato con il criterio della massima efficienza, traducendosi nella ricerca della massima flessibilità operativa che permetterebbe una riduzione dei costi. In altri termini, un velivolo più piccolo può essere lanciato su razzi meno potenti, necessitando di minor carburante e semplificando le procedure di lancio. Inoltre la creazione di moduli specifici e intercambiabili permetterà di riutilizzare la stessa navetta per più missioni, limitando tutta la costosa trafila della progettazione e dei successivi test solo al modulo specifico. Attualmente l’X-37B è stato equipaggiato da un modulo motori, contenente un Aerojet 2-3 alimentato ad idrazina.

Conclusioni

Da questa breve disamina sui futuri progetti degli spazioplani, emerge ancora un interesse attorno a questo genere di navette nonostante il pensionamento della flotta Space Shuttle e il trionfo dei capsule Soyuz. Non è un caso che i nuovi spazioplani siano sviluppati da ingegneri russi e statunitensi, che hanno fatto tesoro dell’esperienza maturata attraverso il MIG-105 per i primi e l’X-20 Dyna – Soar per i secondi. Questi progetti anticiparono lo sviluppo di più maturi programmi: Space Shuttle negli Usa e Buran nell’Unione Sovietica. La cosa interessante è che il primo spazioplano a compiere un volo orbitale con atterraggio completamente automatizzato fu il Buran, la cui tecnologia è oggi impiegata nei droni, nell’X-37B e nell’ipotetica navetta Kliper. Il programma statunitense Costellation e quello russo PPTS sembrano suggerire una riscoperta delle capsule spaziali, seppur potenziate per dimensioni e tecnologia. È curioso constatare che gli USA sembrano aver messo da parte il programma Costellation a vantaggio dell’X-37, mentre i russi, al contrario, hanno sospeso Kliper per PPTS. Il futuro è ancora incerto e forse l’entrata in scena i nuovi Global Competitor (specialmente tra i paesi BRICS) e delle compagnie private, potrebbero riservare interessanti sorprese.

LUCA di BITONTO

Bibliografia

 

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3 dicembre 2014 - Posted by | Astrofisica, Astronautica, News, Scienze dello Spazio | , , , , , ,

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