• 6 Agosto 2022 11:00

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

Ecco gli obiettivi del test Artemis I. I test consentiranno di avere maggiore fiducia nelle capacità della missione. La NASA ha previsto nella missione Artemis I di raggiungere molti obiettivi. Tra questi ci sono la dimostrazione delle prestazioni dello scudo termico della navicella Orion, la velocità di ritorno lunare, la dimostrazione delle operazioni e delle strutture durante tutte le fasi della missione, partendo dal conto alla rovescia del lancio fino al recupero del modulo dell’equipaggio.

Gli ingegneri, con il primo volo integrato del razzo Space Launch System, della navicella spaziale Orion e dei sistemi di esplorazione terrestre presso lo spazioporto della NASA, sperano di raggiungere una serie di obiettivi di test aggiuntivi. Questo per avere maggiori informazioni su come si comporterà la navicella spaziale nello spazio e per prepararsi per future missioni con equipaggio.

Riuscire a portare a termine gli obiettivi aggiuntivi aiuterà a ridurre il rischio per le missioni con l’equipaggio e fornirà dei dati aggiuntivi, delle informazioni che aiuteranno gli ingegneri a valutare le prestazioni dei veicoli spaziali, perfezionando così le capacità dei velivoli spaziali.

Gli obiettivi aggiuntivi previsti per Artemis I

Il rilievo modale

Il rilievo modale è il primo obiettivo. Il modulo di servizio Orion, costruito in Europa, è dotato di 24 propulsori del sistema di controllo della reazione (RCS), dei piccoli motori che consentiranno al veicolo spaziale di spostarsi in diverse direzioni.

Il rilevamento modale sono delle piccole accensioni RCS che aiuteranno gli ingegneri a garantire un margine strutturale delle ali dei pannelli solari di Orion durante la missione. I controllori di volo saranno in grado di effettuare diverse piccole accensioni dei motori, per poter flettere gli array.

La certificazione delle telecamera di navigazione ottica

Il secondo obiettivo è la certificazione delle telecamera di navigazione ottica. L’Orion è stato dotato di un sistema avanzato di guida, navigazione e controllo (GN&C), strumenti in grado di rendere noto il luogo preciso in cui si trova la sonda spaziale nello spazio. Questo avverrà attraverso due fotocamere sensibili che scattano foto del campo stellare attorno alla Orion, alla Luna e alla Terra.

La telecamera di navigazione ottica

Il terzo test avverrà sulla telecamera di navigazione ottica, uno strumento secondario in grado di acquisire immagini della Luna e della Terra, questo per aiutare a orientare il veicolo spaziale osservando le dimensioni e la posizione dei corpi celesti presenti nell’immagine. La fotocamera sarà in grado di aiutare Orion a tornare a casa autonomamente, nel caso in cui si dovessero perdere le comunicazioni con la Terra.

La caratterizzazione del Wi-Fi

La caratterizzazione del Wi-Fi della telecamera alare dell’array solare è uno strumento che verrà fissato sulle parti terminali dei pannelli solari. Il test permetterà agli ingegneri di ottimizzare la velocità con cui le immagini, riprese dalle telecamere alle estremità degli array, potranno essere trasmesse ai registratori di bordo.

Le indagini sul modulo equipaggio/modulo di servizio

Gli ingegneri effettueranno, attraverso le telecamere sull’array solare, delle foto dettagliate del modulo dell’equipaggio e su quello di servizio durante la missione, così da identificare eventuali colpi di micro-meteoroidi e detriti orbitali. La prima indagine verrà condotta all’inizio della missione, mentre la seconda indagine avverrà sulla tratta di ritorno prima del rientro.

Un up-link protocollo di consegna dei file di grandi dimensioni

Gli ingegneri del controllo missione utilizzeranno dei file di dati di grandi dimensioni da trasmettere alla Orion, per capire meglio quanto tempo impiega il velivolo spaziale per ricevere file di dimensioni considerevoli. I controllori di volo, durante la missione, utilizzeranno la Deep Space Network per comunicare e inviare dati al velivolo spaziale. I test effettuati prima del volo non hanno incluso l’utilizzo della rete.

Il test consentirà agli ingegneri di comprendere se la capacità di up-link e down-link del veicolo spaziale sarà sufficiente per supportare la convalida della valutazione umana della comunicazione end-to-end, prima di cominciare la missione Artemis II che porterà con sé gli astronauti.

Una valutazione termica dell’allineamento stellare

Gli ingegneri cercheranno di caratterizzare l’allineamento tra gli “inseguitori stellari”, strumenti che rientrano nel sistema di guida, navigazione e controllo e le unità di misura inerziale di Orion. Il velivolo sarà esposto al Sole, calibrando così i diversi stati termici. Le misurazioni forniranno informazioni sulla flessione e l’espansione termica, elementi che influiscono sulla quantità di propellente necessaria per le manovre del velivolo spaziale durante le missioni con equipaggio.

Il controllo del flusso del circuito del radiatore

I due circuiti del radiatore, presente sul modulo di servizio europeo, aiuteranno ad espellere il calore generato da diversi sistemi durante il volo. Il flusso avverrà con due modalità, di cui una sarà a velocità costante per aiutare a limitare le vibrazioni, la modalità principale utilizzata durante Artemis I e durante il decollo per tutti i voli Artemis. Questo permetterà di testare la modalità di controllo per fornire dati aggiuntivi su come opera nello spazio.

Il “pennacchio” dell’ala dell’array solare

Il “pennacchio”, a seconda dell’angolo delle ali dell’array solare di Orion durante alcuni accensioni del propulsore, insieme ai gas di scarico, potrebbe aumentare la temperatura degli array. Una serie di piccoli accensioni RCS, permetteranno agli ingegneri di raccogliere dati per caratterizzare il riscaldamento delle ali dei pannelli solari.

Il propellente

Il propellente liquido, presente nei serbatoi del velivolo spaziale, si sposta in modo differente nello spazio rispetto alla Terra, questo a causa della mancanza di gravità nello spazio. Il movimento del propellente, o slosh, nello spazio è difficile da modellare sulla Terra. Per questo motivo gli ingegneri hanno pianificato di raccogliere dati sul movimento del propellente durante diverse attività che avverranno durante la missione.

La modalità acquisizione e traccia (SAT)

La modalità SAT è un algoritmo che serve a ripristinare e mantenere le comunicazioni con la Terra dopo la perdita dello stato di navigazione di Orion. Per poter testare l’algoritmo, verrà attivata la modalità SAT e, dopo circa 15 minuti, ripristineranno le normali comunicazioni. Il test della modalità SAT darà agli ingegneri una maggiore sicurezza, per poter correggere una perdita di comunicazioni nel caso servisse, soprattutto quando l’equipaggio sarà a bordo.

L’ingresso aero-termico

Il velivolo spaziale, durante l’ingresso attraverso l’atmosfera terrestre, verrà sottoposto ad una serie prescritta di 19 accensioni del sistema di controllo della reazione sul modulo dell’equipaggio. Questo per comprendere le prestazioni rispetto ai dati previsti per la sequenza. Gli ingegneri vogliono raccogliere questi dati durante il riscaldamento elevato del velivolo spaziale, momento in cui gli effetti aero-termici saranno maggiori.

La funzionalità SARSAT (Search and Rescue Satellite Aided Tracking) integrata

Il test SARSAT servirà a verificare la connettività tra i fari, che devono essere indossati dall’equipaggio sui voli futuri, e le stazioni di terra che ricevono il segnale. I fari verranno attivati, e alimentati, a distanza per circa un’ora dopo l’atterraggio e aiuteranno anche gli ingegneri a capire se il segnale trasmesso interferisce con le apparecchiature di comunicazione utilizzate durante le operazioni di recupero.

Conclusioni

Gli ingegneri eseguiranno tutti questi test aggiuntivi per raccogliere dati. Tra questi è incluso il monitoraggio dello scudo termico e dei componenti interni per l’intrusione di acqua salata. Inoltre, testeranno anche il ricevitore GPS del velivolo spaziale, così da determinare la capacità di captare il segnale trasmesso intorno alla Terra, un’informazione che potrebbe essere utilizzata per individuare il posizionamento in caso di perdita di comunicazione con i controllori della missione.

Portare a termine gli obiettivi aggiuntivi permetterà agli ingegneri di migliorare l’Orion, un velivolo spaziale della NASA che porterà gli umani nello spazio profondo negli anni a venire.

FONTE:

https://www.nasa.gov/feature/additional-artemis-i-test-objectives-to-provide-added-confidence-in-capabilities-0

FONTE IMMAGINI:

https://physical.pub/missioni-artemis-stato-attuale-e-prospettive/

https://www.wired.it/scienza/spazio/2019/10/30/artemis-nasa-luna/

Fabiana Leoncavallo

Laureata in architettura, mi ritengo una persona piuttosto poliedrica. Grande appassionata di scienze, astronomia, storia, letteratura, cinema e serie tv, tutti argomenti che amo descrivere nei miei articoli, che si basano su ricerche valide. Inoltre, amo molto effettuare studi sulla natura, sugli animali, sui cambiamenti climatici, sulla salute e l'alimentazione.

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