Un render semplificato del viaggio della prima missione Artemis.
AGGIORNAMENTO: Il tentativo di lancio di Artemis 1 non è più possibile nel Launch Period di inizio agosto. Per ora il nuovo periodo possibile di lancio consigliato è nella prima metà di ottobre. La situazione potrebbe evolvere e cambiare in fretta, in base ai risultati delle analisi sul problema rilevato durante il secondo tentativo del 3 settembre. Per tutti gli aggiornamenti, consigliamo l’iscrizione al sul canale Telegram o alla nostra pagina Facebook.
Il razzo che la NASA utilizzerà per riportare l’Umanità sulla Luna, lo Space Launch System, è arrivato il 17 Agosto alla storica rampa 39B del Kennedy Space Center, in Florida. L’obiettivo è effettuare il lancio della missione Artemis I nel cosiddetto Launch Period #25, che si estende dal 23 Agosto al 6 Settembre.
L’agenzia spaziale statunitense avrà a disposizione tre opportunità, le cosiddette finestre di lancio:
In questo articolo analizziamo il cosiddetto profilo di missione, ovvero il percorso orbitale che la capsula Orion effettuerà durante Artemis I. In questa pagina è possibile invece trovare tutti gli aggiornamenti e approfondimenti dedicati ad Artemis 1.
Se tutto procederà senza alcun intoppo, il lancio avverrà all’inizio della finestra di lancio del 29 Agosto, ovvero alle 14.33 italiane. Questo sarà identificato come il T0 di missione. In quell’istante, l’SLS si alzerà in volo spinto dai quattro motori RS-25 del core stage e dai due booster laterali a propellente solido, in grado di generare cumulativamente una spinta di quasi quattromila tonnellate. Sia gli RS-25 che i booster a propellente solido, gli SRB, sono un’eredità del programma Shuttle.
T0+90 Secondi.
Il primo banco di prova per il razzo sarà il superamento del cosiddetto MaxQ, a 90 secondi dal lancio (T0+90s), il punto di massima sollecitazione aerodinamica. Esso è dovuto all’effetto combinato della pressione atmosferica e della velocità del veicolo.
T0+ 2 minuti e 12 secondi.
Circa 40 secondi dopo il MaxQ avverrà il distacco degli SRB, che esauriranno il loro grano solido di propellente e si staccheranno dal corpo principale del razzo. A quel punto, rimarranno i quattro RS-25 a spingere l’SLS al di fuori dell’atmosfera terrestre.
T0+ 3 minuti e 30 secondi.
Qui si separerà la torre di aborto missione, posta sulla cima della capsula Orion. Questa garantisce un’espulsione in sicurezza della capsula, e quindi degli astronauti, in caso di emergenza.
T0+ 8 minuti e 20 secondi.
A questo punto si spegneranno i quattro motori RS-25, quando il primo stadio esaurirà il propellente composto da idrogeno ed ossigeno liquidi e si separerà per poi cadere nell’oceano. L’ammaraggio del core stage è previsto nell’oceano un’ora e 46 minuti dopo il lancio.
L’immissione in orbita sarà completata dal secondo stadio, noto come Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS), sul quale è montata la capsula Orion.
Essa si sarà già liberata sia dei fairing di protezione aerodinamica, sia della torretta del Launch Abort System. Inizierà ora una fase relativamente tranquilla della missione, della durata di qualche decina di minuti. In questo frangente, Orion ed il suo modulo di servizio saranno ancora agganciati all’ICPS, il cui motore rimarrà però spento mentre orbitano attorno alla Terra. Si approfitterà di questa fase denominata di coasting per dispiegare i pannelli solari di Orion.
T0+ 51 minuti.
La calma verrà interrotta quando il motore dell’ICPS si accenderà per innalzare il perigeo dell’orbita, il punto più vicino alla Terra, al di fuori dell’atmosfera terrestre. Questa manovra avrà una durata di 22 secondi. Questa altro non è che una fase preparatoria ad una delle manovre orbitali più importanti dell’intera missione, la cosiddetta Trans Lunar Injection, o TLI.
T0+ 1 ora e 37 minuti.
Si tratta di una manovra già effettuata ai tempi delle missioni Apollo, che ha il compito d’innalzare l’apogeo dell’orbita (il punto più distante dalla Terra) finché questo non interseca l’orbita della Luna attorno al nostro pianeta. Il motore dell’ICPS si accenderà poco prima del perigeo della prima orbita, circa un’ora e mezza dopo il lancio, ed accelererà la capsula Orion ed il modulo di servizio per 18 minuti consecutivi, fino a T0+1 ora e 55 minuti.
T0+ 2 ore e 6 minuti.
Al termine della TLI, i tecnici di Terra controlleranno i parametri orbitali al fine di verificare che l’ICPS abbia effettuato la manovra correttamente. È a questo punto che l’ICPS si separerà dalla capsula Orion e dal suo modulo di servizio, che proseguiranno in autonomia verso la Luna. L’ICPS avrà però ancora un importante compito da portare a termine: il rilascio dei dieci cubesat partecipanti alla missione Artemis I, tra cui anche ArgoMoon dell’azienda torinese Argotec.
Il viaggio verso il nostro satellite durerà poco più di cinque giorni, durante i quali tutti i sistemi della capsula e del modulo di servizio saranno costantemente monitorati. Il modulo di servizio, costruito dall’ESA, è responsabile di garantire potenza elettrica e propulsione, oltre a contenere riserve di aria e acqua, fondamentali già a partire da Artemis II, quando a bordo di Orion vi saranno degli astronauti.
T0+ 6 giorni.
Il primo incontro ravvicinato con la Luna avverrà durante il sesto giorno di missione, quando Orion sorvolerà la superficie del nostro satellite ad appena 100 kilometri di altitudine. Qui, i propulsori del modulo di servizio verranno accesi per inserire la capsula in una traiettoria di trasferimento verso l’orbita finale, appartenente alla famiglia delle Distant Retrograde Orbits (DRO).
T0+ 10 giorni.
Il trasferimento verso la DRO porterà via altri quattro giorni e culminerà il decimo giorno di missione, vale a dire il 7 Settembre. Quando in Italia saranno le ore 15, dovremmo ricevere conferma che Orion si è correttamente posizionata in un’orbita stabile attorno alla Luna.
L’orbita scelta per la permanenza di Orion attorno alla Luna è molto particolare, nota con il nome di Distant Retrograde Orbit (in breve DRO). A onor del vero, l’acronimo identifica una famiglia di orbite, che condividono le medesime proprietà.
Innanzitutto sono “distanti”, cioè si allontanano molto dalla Luna. Nel suo punto più lontano, la capsula Orion arriverà ad oltre 70mila kilometri dalla superficie del nostro satellite. Inoltre, sono anche retrograde. Dunque Orion orbiterà attorno alla Luna in senso opposto rispetto a come la Luna orbita attorno alla Terra.
L’elevata distanza dalla Luna fa sì che la presenza dei punti lagrangiani L1 ed L2 del sistema Terra-Luna giochi un ruolo stabilizzante non trascurabile. Essi sono definiti come punti di sella del campo gravitazionale di due corpi celesti, in questo caso Terra e Luna. In parole povere, si può dire che in quei punti l’attrazione gravitazionale verso i due corpi è perfettamente bilanciata. Un’orbita stabile richiede poco propellente per essere mantenuta, permettendo dunque d’incrementare il carico utile a bordo.
T0+ 24 giorni.
La permanenza di Orion in DRO è stimata in 14 giorni, durante i quali verrà effettuato un check-up completo di tutti i sistemi della capsula. Il 21 Settembre (24esimo giorno di missione), il modulo di servizio accenderà i propri propulsori per cambiare l’orbita della capsula, immettendola su un percorso di uscita dalla DRO che durerà undici giorni.
T0+ 35 giorni.
Questo periodo terminerà con un secondo sorvolo ravvicinato della superficie lunare, questa volta ad una quota di circa 800 kilometri, previsto per il 3 Ottobre (35esimo giorno di missione).
Tra le particolarità di Artemis I, vi sarà anche il superamento del precedente record di distanza dalla Terra per una capsula in grado di trasportare astronauti. Il record attuale resiste dal 1970, quando la missione Apollo 13, nel suo sfortunato peregrinare, raggiunse i 400.170 kilometri dalla Terra. Orion, il 26 Settembre, dovrebbe superarlo di circa 50mila kilometri.
Il viaggio verso casa inizierà con il secondo flyby della Luna. Da quel momento, saranno necessari altri sette giorni per compiere il tragitto di ritorno verso il nostro pianeta. ll quarantaduesimo giorno di missione, a qualche migliaio di kilometri di distanza dalla superficie terrestre, il modulo di servizio ed Orion si separeranno. Poco dopo, la capsula orienterà il proprio scudo termico verso la Terra, preparandosi ad una delle fasi più delicate dell’intera missione: il rientro atmosferico.
L’ingresso in atmosfera avverrà ad una velocità di 11 kilometri al secondo. L’attrito sarà tale da portare lo scudo termico a scaldarsi fino a 2800 °C e a provocare una decelerazione massima di 9g.
T0+ 43 giorni.
Nell’ipotesi che SLS spicchi il volo il 29 Agosto, il rientro è previsto per il 10 Ottobre, alle 17.53 italiane, con uno splashdown al largo della California. A quel punto, la capsula Orion avrà percorso più di 2 milioni di kilometri nello spazio. Sarà così conclusa la prima missione Artemis e l’Umanità sarà un passo più vicino a tornare sulla Luna.
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