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venerdì 22 maggio 2015

Un equipaggio attorno a Venere e Marte nel 2021

Un progetto russo per inviare un veicolo spaziale con equipaggio attorno a Venere e Marte nel 2021.

Nel 2021 Venere, Terra e Marte saranno allineati in modo da rendere possibile l’esecuzione di un flyby multiplo nel corso di una singola missione senza condurre manovre di propulsione meritevoli di menzione.
Indubbiamente questa è un'opportunità unica per un viaggio con equipaggio considerando anche che nel 2013 il turista spaziale e milionario Dennis Tito ha promosso l'iniziativa “Inspiration Mars” per inviare sul pianeta rosso un veicolo spaziale con un equipaggio di due astronauti.
Navicella interplanetaria diretta verso Marte formata da due ATV modificati,
un nodo russo e una Cupola
(la capsula Soyuz non è visibile dato che si trova all'interno di uno degli ATV)
[Aleksandr Khokhlov]
Inspiration Mars ha cercato sostenitori nel mondo e un team di appassionati russi ha risposto alla chiamata per la creazione della missione spaziale proponendo di utilizzare tecnologie provenienti da Russia, Stati Uniti e Europa.

Il progetto, condotto dall'ingegnere aerospaziale Alaksandr Khokhlov, era eccezionale e sorprendente perché prevedeva l'utilizzo di elementi già in servizio o che lo potrebbero diventare in un prossimo futuro. Inizialmente il piano era quello di lanciare la missione Inspiration Mars nel 2018, ma ben presto divenne chiaro che sarebbe stato impossibile preparare una missione simile in così poco tempo.
Il piano era di assemblare in orbita bassa un veicolo spaziale costituito da un ATV europeo modificato, un nodo di costruzione russa con quattro porte di attracco e un modulo panoramico simile alla Cupola della ISS. Il nodo, identico al russo Prichal che dovrà essere agganciato alla Stazione Spaziale Internazionale, incorpora anche un'antenna di comunicazione ad alto guadagno.

Navicella interplanetaria proposta da Khokhlov per Inspiration Mars
[Team Russia]
Per tornare sulla Terra, l'equipaggio di due cosmonauti impiegherebbe una capsula Soyuz (SA) montata nella parte posteriore dell’ATV, al suo interno. Per sopportare il rientro atmosferico a più di 11 km/s, la protezione termica della Soyuz deve essere rinforzata e ATC ne avrebbe progettata una per consentire alla capsula di affrontare l’atmosfera a quella velocità e resistere alle temperature dell'orbita di Venere, ma gli altri elementi della missione sarebbero identici a quelli usati sulla ISS. Ciò include il sistema di supporto vitale a bordo dell’ATV, il quale sarebbe un insieme di sistemi attualmente utilizzati sulla Stazione Spaziale.

Una delle debolezze della missione sarebbe la manovra per uscire dall'orbita della Terra. Per raggiungere la velocità di fuga sarebbero necessari almeno quattro upper-stage Briz-M, che andrebbero precedentemente modificati per consentire l'accoppiamento reciproco.
Schema della nave interplanetaria,
dove la capsula Soyuz è stata inserita nell’ATV
[Team Russia]
In totale, la missione richiederebbe sei lanci, cinque dal lanciatore Proton-M (la sonda interplanetaria potrebbe andare in orbita con un solo vettore) e uno di un razzo Soyuz con una Soyuz TMA in grado di attraccare alla sonda con tre astronauti a bordo: due dei cosmonauti passerebbero sulla navicella interplanetaria mentre il comandante riporterebbe la Soyuz TMA sulla Terra da solo.
Lasciando da parte la dubbia affidabilità che il vettore Proton ha dimostrato negli ultimi anni, bisogna vedere se questo lanciatore sarebbe in grado di eseguire cinque missioni di fila a colpo sicuro, mentre un altro anello debole sarebbero i quattro stadi orbitali Briz-M che dovrebbero funzionare perfettamente uno dietro l'altro o l'equipaggio sarebbe inserito in un'orbita errata intorno al sole, senza alcuna possibilità di salvataggio.

Aspetto della sonda interplanetaria prima di lasciare l'orbita terrestre.
I quattro stadi Briz-M sono necessari per raggiungere la velocità di fuga
e la navicella spaziale Soyuz porterebbe l’equipaggio
sul veicolo per la missione [Team Russia]
Comunque il progetto Inspiration Mars sembra che stia languendo, e perciò i ragazzi di Khokhlov hanno recentemente deciso di fare un salto in avanti e proporre in proprio una versione modificata della missione per la finestra di lancio del 2021.
La differenza principale con il progetto precedente è che ora la struttura principale consisterebbe di due ATV invece di uno, al fine di aumentare la ridondanza dei sistemi e le possibilità di successo della missione.
La navicella interplanetaria con un equipaggio di due persone partirebbe dalla Terra il 22 Novembre 2021 per svolgere una missione di 600 giorni circa. Il 4 Aprile 2022 arriverebbe vicino a Venere utilizzandola per cambiare la sua traiettoria in modo da sorvolare Marte il 12 ottobre 2022. Infine, con un po' di fortuna, gli astronauti rientrerebbero nell'atmosfera terrestre con la Soyuz modificata il 27 giugno 2023.

Un altro punto debole di questa missione può essere l'approvvigionamento di rifornimenti per l'equipaggio: due persone in 600 giorni hanno bisogno di molto cibo e liquidi e il volume disponibile non sarebbe sufficiente. Una possibile aggiunta, grazie al nodo di interconnessione, potrebbe essere rappresentata da un modulo gonfiabile della Bigelow, in grado di fungere da magazzino.

Navicella interplanetaria che potrebbe sorvolare Venere e Marte.
È formata da due ATV modificati, un nodo e una Cupola
(la capsula Soyuz non è visibile in quanto all'interno dell’ATV di coda)
[Aleksandr Khokhlov]
In questo modo avrebbe luogo la prima, seppur breve, visita dell'umanità a Venere e Marte. Durante i due sorvoli i cosmonauti godrebbero di una vista mozzafiato dal modulo Cupola e anche se si verificasse una tempesta solare potrebbero rifugiarsi all'interno della capsula Soyuz che con la doppia scocca dovrebbe ridurre a valori accettabili la dose di radiazione ricevuta.

Questa missione non è così importante per il suo interesse scientifico (se escludiamo i dati che si raccoglierebbero sulle missioni abitate nello spazio profondo), ma non si può dire che non sia interessante. Il fatto è che, a torto o a ragione, nessuna agenzia spaziale ha mostrato interesse in essa, e così il team di Khokhlov sta cercando finanziamenti per presentare un progetto preliminare che potrebbe essere la base per una missione reale. Khokhlov ha stimato il costo di questa avventura in circa sei miliardi di dollari, quindi qualcosa mi dice che nel 2021 non vedremo né Venere e né Marte da nessun veicolo spaziale abitato.

Ma in fondo chi lo sa, del resto sognare è gratuito.


Tratto, tradotto e adattato da Eureka, sito di informazione spaziale in lingua spagnola curato da Daniel Marín. Link alla notizia originale.

venerdì 1 maggio 2015

Addio, MESSENGER

Per la prima volta un manufatto umano ha raggiunto la superficie del pianeta più vicino al Sole.
Il 30 aprile 2015 alle 20:26 UTC la sonda MESSENGER della NASA ha completato con successo la sua missione schiantandosi su Mercurio.
E finisce così l'avventura del primo veicolo spaziale ad essere entrato in orbita del più piccolo pianeta del Sistema Solare per analizzarlo con un livello di dettaglio senza precedenti.
MESSENGER, traiettoria d'impatto [NASA].
La sonda, 513 kg e tre metri di diametro, si è schiantata ad una velocità di 14 000 km/h (3,91 km/s) sulle coordinate 54,4º nord e 210,1º est, a nord-est del grande bacino da impatto Shakespeare, lasciando un cratere di circa 16 metri di diametro. A dire il vero, MESSENGER avrebbe dovuto schiantarsi su Mercurio molto prima, ma hanno deciso di estendere la sua missione di un paio di mesi.
Ultima orbita di MESSENGER [NASA].

Ultima immagine ripresa da MESSENGER (cratere Jakin),
con una risoluzione di 2,1 metri per pixel,
scattata il 30 aprile [NASA]
.

MESSENGER (MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry, and Ranging), un acronimo con un chiaro riferimento al messaggero degli dei del pantheon romano, è stato lanciato da Cape Canaveral il 3 agosto 2004 da un razzo Delta II 7925 diretto verso Mercurio, l'unico pianeta terrestre che non era ancora stato raggiunto da una sonda orbitale. Infatti, ad eccezione dei tre flyby di Mariner 10 nel 1974 e nel 1975, nessun altro veicolo spaziale aveva esplorato Mercurio.
Fino a MESSENGER, in pieno XXI secolo, le mappe di Mercurio mostravano solo il 45% della superficie del pianeta. Il resto era territorio inesplorato.
Mercurio visto da MESSENGER [NASA].
Contrariamente a quanto si potrebbe supporre, il viaggio verso Mercurio è estremamente costoso in termini di energia e, se non si desidera che la sonda trasporti enormi quantità di carburante, sono necessarie diverse manovre di gravity assist con altri pianeti. In effetti, il Mariner 10 è diventato il primo veicolo spaziale che ha effettuato queste manovre per raggiungere il suo obiettivo. Per non essere da meno del suo antenato, MESSENGER ha fatto un flyby della Terra il 2 agosto 2005 e due di Venere, rispettivamente il 24 ottobre 2006 e il 5 Giugno 2007. In seguito ha fatto tre flyby di Mercurio nel 2008 ed infine si è inserito nell'orbita del pianeta più vicino al Sole il 17 marzo 2011.
MESSENGER, rotta verso Mercurio [NASA].


La sonda prima del lancio [NASA].


Il flyby della Terra ripreso da MESSENGER nel corso del 2005 [NASA].

La missione primaria si è conclusa il 17 marzo 2012, dopo l'invio di oltre centomila immagini.
Al 6 marzo 2013 la sonda è riuscita a mappare il 100% della superficie di Mercurio, tranne all'interno di alcuni crateri polari che sono permanentemente in ombra e il 17 dello stesso mese ha chiuso il primo anno della sua missione estesa.
La seconda missione estesa è iniziata il 17 giugno con l'obiettivo di studiare Mercurio da meno di 20 km di quota rendendo così possibile l’utilizzo del magnetometro e dello spettrometro a neutroni per studiare la composizione della superficie in maggior dettaglio.


Tre immagini della sonda [NASA].
MESSENGER: missione principale e orbita di lavoro [NASA].

L’addio a MESSENGER è stato dato dopo la ripresa di oltre 280 000 fotografie con la fotocamera MDIS (Mercury Dual Imaging System) e il completamento di una mappa tridimensionale con il laser altimetro MLA (Mercury Laser Altimeter). Il 24 Aprile 2015 la sonda ha effettuato la sesta e ultima manovra per aumentare la sua orbita. In queste manovre è stato utilizzato elio come propellente invece di idrazina, ma ad aprile è esaurito.
La piccola sonda ha completato un totale di 4104 orbite, l'ultima delle quali aveva un'altezza compresa tra 300 e 600 metri, ma alla fine MESSENGER ha dovuto cedere alle inesorabili perturbazioni gravitazionali del Sole.
Quota del periastro negli ultimi mesi [NASA].

Immagine del 23 aprile con una risoluzione di 1,1 metri per pixel [NASA].


MESSENGER in questi quattro anni ha fatto molte scoperte che hanno rivoluzionato la nostra conoscenza di Mercurio. Una delle più suggestive riguarda quelle che sono chiamate depressioni (hollows). Nessuno sa di cosa sono fatte e come si sono formate, ma ciò che è chiaro è che questo è un fenomeno relativamente recente, in termini geologici, e mostra che Mercurio non è un pianeta morto. Si presume che le depressioni possano essere correlate a un qualche tipo di vulcanismo associato ai solfati o ai minerali ricchi di metalli (ferro, sodio o potassio), ma per ora abbiamo solo ipotesi non confermate.
'Hollows' sulla superficie di Mercurio [NASA].
Un'altra importante scoperta è stata la conferma dell'esistenza di ghiaccio in alcuni crateri polo nord di Mercurio, un ghiaccio mescolato con regolite e talvolta con uno strato di sostanze organiche. MESSENGER ha anche confermato che il nucleo di Mercurio è liquido e genera un forte campo magnetico. La sonda ha trovato anche prove di uno strato misterioso di solida roccia tra il manto semi-fuso e il nucleo liquido, oltre a scoprire le strutture tettoniche che dovrebbero aver avuto origine dal ritiro del pianeta una volta raffreddato dopo la sua formazione.
Immagine del cratere Kandinsky, vicino al polo nord di Mercurio [NASA].


In breve, l'eredità di MESSENGER è molto più interessante di quanto ci aspettassimo. Lungi dall'essere una roccia arida, Mercurio è un mondo vivente, un obiettivo più che affascinante per la missione Europeo-Giapponese BepiColombo che dovrebbe partire nel 2017.

Grazie di tutto, MESSENGER, sei stato un buon messaggero.
La Terra e la Luna visti da MESSENGER da distanza 98 milioni di km [NASA].

Sintesi della missione [NASA].


Tratto, tradotto e adattato da Eureka, sito di informazione spaziale in lingua spagnola curato da Daniel Marín.
Link alla notizia originale.