Sganciato dalla ISS il primo modulo ATV

Il 5 settembre scorso, il modulo ATV "Jules Verne" dopo sei mesi di permanenza in orbita e nessun problema incontrato, ha lasciato la stazione spaziale internazionale (ISS). La navetta europea è rimasta agganciata alla ISS come parte integrante e pressurizzata del complesso fino ad ora quando, durante il suo rientro controllato nell’atmosfera terrestre, brucerà completamente, smaltendo i materiali di scarto e i rifiuti della Stazione Spaziale. Il resoconto della prima missione del Veicolo Automatico di Trasferimento per la Stazione Spaziale Internazionale, prima navicella del genere completamente costruita dall’ESA, è quindi decisamente positivo e benaugurante per il suo futuro e per le aspettative maturate in funzione del suo ruolo di prossimo sostituto delle missioni shuttle di servizio alla ISS.

L'ESA è decisamente orgogliosa: Fin dal lancio e dalle fasi di avvicinamento alla ISS, si è sempre comportata nel migliore dei modi. Basti pensare che l’attracco iniziale è stato così perfetto da consentire il risparmio di circa 830 kg di propellente che così si sono potuti utilizzare successivamente per manovrare la ISS.

Tutti gli obiettivi previsti nell’ambito della missione sono stati raggiunti brillantemente, dal rifornimento alla ISS all’ampliamento temporaneo dello spazio abitabile in orbita, persino oltre le previsioni. Altro esempio: dato che i ventilatori dell’ATV per la circolazione dell’aria sono meno rumorosi di quelli di altri moduli, gli astronauti hanno approfittato del modulo utilizzando Jules Verne anche per dormire!

E' certamente il veicolo spaziale più complesso mai sviluppato in Europa.

Dal suo primo volo operativo del 2008, giocherà un ruolo vitale nel rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Il suo scopo fondamentale è quello di essere un trasportatore cargo e un deposito, mentre, di tanto in tanto, dovrà agire anche da ‘rimorchiatore’ in grado di correggere l’orbita della Stazione Spaziale come ha già fatto durante questa prima missione.

Questa versatile navicella è un contributo essenziale offerto dall’Europa alle attività operative regolari della Stazione Spaziale, la cui linfa vitale è costituita dalle regolari consegne di attrezzature sperimentali e parti di ricambio oltre che alimenti, aria e acqua per gli equipaggi di lunga permanenza.

Ognuno dei nuovi ATV è in grado di trasportare sino a nove tonnellate di carico e sono progettati per gestire missioni della durata tipicamente di sei mesi. Verranno lanciati da un vettore Ariane-5 dallo spazioporto europeo di Kourou, nella Guiana francese.

E' equipaggiata di propri sistemi di propulsione e navigazione, ed è quindi una navicella spaziale multifunzionale, che combina capacità pienamente automatizzate di un veicolo privo di equipaggio con i requisiti di sicurezza delle navicelle spaziali per volo umano. Dotata di un sistema di navigazione ad alta precisione, viene guidata su una traiettoria di rendezvous con la Stazione Spaziale, dove attracca automaticamente al Modulo di Servizio russo, dopo circa quattro settimane dal momento del lancio.

Il volume di 45 m3 pressurizzato del Cargo Carrier integrato dell’ATV si basa sul laboratorio Columbus dell’ESA, che a sua volta si basa sul Modulo logistico pressurizzato multifunzionale (MPLM) di costruzione italiana. Al suo interno ogni Cargo può contenere sino a otto rack completi di elementi di carico modulari. La sua struttura comprende anche diversi serbatoi di acqua potabile, di propellente per la Stazione Spaziale e di aria (ossigeno e azoto) per l’equipaggio. Nella ‘punta’ della sezione di carico è contenuta l’attrezzatura di attracco (costruita in Russia) e i sensori di avvicinamento

Altri motivi di orgoglio dell'agenzia spaziale europea è dato dal fatto che sono ormai decenni che le agenzie spaziali progettano rimorchiatori o veicoli adibiti al trasferimento di astronauti e attrezzature su differenti orbite terrestri, ma il veicolo di trasferimento automatizzato europeo (ATV), è sicuramente la navicella spaziale più potente mai realizzata finora di questo tipo. Volendo fare un confronto, dispone di circa il triplo della capacità di carico della sua controparte russa ovvero il veicolo da carico Progress-M.

Durante la prima missione, per quattro volte l’ATV ha innalzato la quota dell’orbita della ISS (com’era previsto) fornendo la spinta in modo regolare e senza sprechi di carburante. Alla quota di 400 km, all’incirca la quota media dell’orbita su cui la stazione spaziale si muove, l’atmosfera residua è tale da produrre, nel tempo, una leggera perdita di quota. Circa una volta al mese devono quindi essere azionati i motori di un vettore spaziale (che in genere è la navicella russa Progress) per ripristinare la quota della Stazione stessa. Non si tratta di niente di pericoloso, ma è chiaro che è un’operazione che deve essere eseguita con regolarità. Per questo motivo l’ATV è stato progettato in modo da non essere solo una navetta cargo, ma anche che sappia comportarsi come un razzo propulsore quando è necessario.

Il 27 agosto scorso è stata utilizzata anche per una manovra speciale atta ad evitare la collisione di un "rottame spaziale" con la ISS. Manovra che ovviamente è stata eseguita con successo nonostante una certa complessità. In pratica è stato identificato un residuo di un vecchio satellite che si muoveva su un’orbita che poteva essere di collisione con la ISS. In questi casi, la manovra più semplice da eseguire e meno dispendiosa in termini di propellente è di rallentare la ISS, facendogli perdere quota in maniera controllata.

L’unico inconveniente è stato che l’ATV, che in quel momento era l’unico razzo propulsore in grado di eseguire la manovra, era piazzato sul retro della ISS rispetto alla direzione di volo. Accendere i motori dell’ATV avrebbe significato innalzare l’orbita e non abbassarla. Dunque la ISS, in primo luogo, ha dovuto volteggiare nello spazio, ribaltandosi lentamente. Dato che in orbita il “sopra” e il “sotto” non esistono, essendo il peso equilibrato dalla forza centrifuga, non vi è stato nessun problema particolare per gli astronauti. Ribaltata la ISS, l’ATV si è trovato sul davanti della Stazione, rispetto alla direzione quindi i motori sono stati accesi e la ISS ha rallentato.

L’ATV si è distaccato dalla ISS il 5 settembre, ma il suo rientro e la sua distruzione in atmosfera sono previsti solo per il 29 settembre. L'ESA ha dichiarato che tutte le fasi di rientro dell’ATV sono controllate in grande dettaglio, non solo per la previsione del punto di ingresso, ma anche per le modalità stesse di ingresso. Un tuffo troppo verticale ridurrebbe lo strato di atmosfera attraversato e quindi aumenterebbero le probabilità che vi siano elementi incombusti mentre, al contrario, un tuffo troppo radente farebbe rimbalzare la navicella spaziale, esattamente come accade al sasso che viene fatto rimbalzare sulla superficie del mare.

Da qui al 29 settembre, i giorni che rimangono prevedono alcune manovre orbitali che intervallano lunghi periodi trascorsi in orbita libera. Inizialmente l’ATV scenderà di circa 30-40 km al di sotto della ISS, rallenterà e, di conseguenza, perderà strada rispetto alla Stazione.

La procedura di rientro vera e propria, cioè il tuffo in atmosfera, avrà luogo solo quando l’ATV si sarà portata in una posizione a circa 20-25 km al di sotto e circa 1725 km dietro la ISS.

E' previsto che la fase di rientro avverrà di notte e sarà seguita da una campagna di osservazioni aeree, per capire e verificare secondo quali modalità l’ATV si distruggerà. Per tale monitoraggio verranno utilizzati due aerei della NASA, un DC-8 e un Gulfstream V, che partiranno da Tahiti circa 3-4 ore prima del rientro e che rimarranno in volo per circa 7-8 ore. È inoltre interessante sapere che i tempi e il luogo del rientro dell’ATV sono stati scelti anche in modo tale da far sì che la navicella possa essere osservata in questa fase anche dalla ISS.

Complimenti all'ESA, no?