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Missione compiuta. La cronistoria del primo lancio (e rientro) di SpaceX con equipaggio umano

In questo articolo, in continuo aggiornamento, riporterò i momenti principali della missione Crew Demo-2. Una missione molto importante per una serie di ragioni:
  • Era dal 2011 che mancavano da Cape Canaveral (anzi, dal territorio USA) il lancio di razzi con astronauti a bordo. Tutte le missioni finalizzate al trasporto di astronauti verso la ISS sono stati delegati alla Russia grazie sfruttando la Soyuz.
  • Si tratta del primo lancio commerciale con equipaggio umano. Commerciale in quanto gestito da una azienda privata (SpaceX) sebbene in stretta sinergia con la NASA (dal sito di lancio all'equipaggio).
  • Una missione strategica che dimostra la capacità di aziende private di investire ingenti risorse nella R&D (e ad un costo frazionale di quello che le aziende governative avrebbero speso) sviluppando tecnologie nuove per contenere i costi. Un esempio è il riciclo del razzo Falcon 9 - il primo stadio - che dopo il distacco è in grado di atterrare autonomamente su una piattaforma posta al largo della Florida). Ne avevo scritto in un precedente articolo --> Test di rientro del Falcon Heavy.
  • Il successo della missione, e in particolare della sinergia operativa tra NASA e aziende private, spalanca le porte al ritorno sulla Luna (Programma Artemis) oltre che ai viaggi su Marte.
Chartering a dedicated 747 flight around the world costs less than buying
a small, single engine turboprop plane. In the same way, a giant reusable
rocket flight is way cheaper than a tiny expendable rocket used only once
” 
(Elon Musk)

*** Cronistoria della missione *** 
I due astronauti, Bob Behnken e Doug Hurley (-->SpaceX)

 15 maggio

Mancano pochi giorni alla CREW DEMO-2 MISSION, primo lancio di casa SpaceX con equipaggio umano, un tassello chiave del percorso intrapreso anni fa dall'azienda della Silicon Valley.
La capsula Crew Dragon Endeavour, da montare sul razzo Falcon9, sotto (credit: SpaceX)
Il logo NASA, rimodernato, impresso sul razzo Falcon 9 (credit: SpaceX)
SpaceX, è stata fondata nel 2002 da quel geniaccio di Elon Musk con lo scopo di sviluppare moderne tecnologie aerospaziali ad un costo frazionale di quelli standard, e trasportare merci e persone verso la ISS prima e in futuro verso Marte.
Una scelta imprenditoriale ancora più importante dopo l'ottusa (strategicamente) decisione della NASA di chiudere il programma Shuttle che ha reso de facto l'obsoleto vettore Soyuz l'unica alternativa possibile per andare nello spazio agli astronauti americani.
A sottolineare la scarsa lungimiranza politica della Casa Bianca di inizio millennio, l'attivazione di programmi spaziali da parte di Cina e India e con essi il rischio geo-politico ed economico di una marginalizzazione tecnologica di quello che era stato il fiore all'occhiello della strategia spaziale voluta con forza da JFK.
Fortunatamente il tessuto imprenditoriale americano è da sempre vivace e pronto a cogliere sfide (quindi opportunità) e anche qui non si è smentito, con la nascita di una serie di consorzi privati ch hanno investito risorse nella scommessa spaziale, facendo leva sul know-how di snellezza, efficienza e gestione oculata dei costi.
I capitali di rischio come si sa possono fallire e infatti alcune di queste aziende si sono ritirate o fuse in consorzi più grandi
La NASA nel frattempo, consapevole della propria struttura elefantiaca e del dipendere da fondi federali sempre meno ricchi, ha saggiamente optato per delegare ai privati la R&D di vettori affidabili, concentrandosi su missioni più ambizione come quelle su Marte. Ha mantenuto una totale azione di controllo sulla sicurezza fornendo in cambio personale, addestramento, consulenze e usufrutto di aree di lancio, . Grazie a questa sinergia SpaceX, l'azienda che più di tutte ha investito, è stata in grado di riqualificare uno dei siti di lancio di Cape Canaveral ad una frazione del costo e del tempo di quelli che avrebbe usato la NASA.
Nel frattempo alcune aziende si sono concentrate sulla missione Luna e altre hanno preferito focalizzarsi sul lancio di satelliti o per turismo spaziale (Virgin Galactic)
Negli anni ho seguito l'evoluzione progressiva di SpaceX che in modo cauto ma continuo ha continuato ad alzare l'asticella della sfida che doveva affrontare, consolidando il fattibile e imparando dagli errori. Tentativi che alla NASA sarebbero costati 10 volte tanto probabilmente. Il tutto condito dalla bravura mediatica di Musk capace di calamitare l'attenzione con trovate tipo un finto astronauta alla "guida" di una Tesla montata sul razzo  
La Tesla montata sul Falcon Heavy (vedi articolo precedente -->"Una Tesla nello spazio"


La NASA non si è intromessa nella fase di sviluppo dei razzi né ha indagato sulla loro affidabilità (in fondo non sono soldi loro) ma è diventata occhiuta per quello che riguarda ogni possibile malfunzionamento che potesse causare danni ad astronauti o a strutture "terze". 

Poco importa se il razzo non raggiunge l'orbita, ma nel momento stesso in cui un vettore cargo come il Dragon deve avvicinarsi e attraccare alla ISS, deve essere in grado di farlo senza alcun rischio per la stazione stessa e il suo equipaggio. In questi casi la NASA assume il pieno controllo preventivo, con controlli ferrei, prove di fattibilità e una oculata analisi della documentazione tecnica a supporto.

Quando poi si fa un ulteriore passo, come sta avvenendo ora, è ci si sposta da un "semplice" volo cargo ad un volo con equipaggio NASA (gli astronauti Bob Behnken e Doug Hurley), la certificazione richiesta aumenta di diversi ordini di grandezza. E qui immagino ci siano state molte scintille nelle riunioni tra la NASA, con burocrazia di tipo governativo, e una aziende in stile "just do it".
Doug Hurley e Bob Behnken (Credit: NASA/Bill Ingalls)
Bob e Doug salutano salutano i familiari prima di dirigersi verso la navetta
(photo via Evening Standard)

Uno dei test chiave di sicurezza è avvenuto alla fine di gennaio con il lancio dell'ensemble Falcon9-Crew Dragon, senza equipaggio, fatto esplodere volto. Lo scopo era testare il sistema di sgancio  rapido della navetta in caso di malfunzionamento del razzo subito dopo il lancio (ci ricordiamo tutti la tragedia del Challenger).
Il video che segue mostra il lancio del Falcon 9 con il modulo Crew Dragon che viene fatto esplodere poco dopo il lancio. La procedura di emergenza testata prevedeva il distacco del modulo abitativo dal razzo e la discesa in sicurezza nell'oceano dove veniva recuperato da una nave.

Il sistema di emergenza si basa sull'attivazione automatica della espulsione ad alta velocità della capsula, per metterli a distanza di sicurezza dal booster e dal secondo stadio del razzo così in caso di loro esplosione. 
Analoghe misure di sicurezza sono state predisposte a terra con vie di fuga rapide nel caso in cui il malfunzionamento si manifesti prima del lancio.

Con il superamento di tutti i test di sicurezza la NASA ha dato il via libera al lancio del 27 maggio, ore 11:29 (ora italiana).
Il countdown è iniziato.

Questa simulazione al computer mostra lo scopo per cui Crew Dragon è stata pensata. Trasportare in assoluta sicurezza ed efficienza materiali e astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale.


Per la timeline dettagliata,  ivi compresa una descrizione tecnica delle diverse fasi vi rimango all'ottimo sito (in italiano) astronautinews.it
Una preview della timeline dettagliata presente sul sito astronautinews a cui vi rimando e che ringrazio per l'eccellente lavoro che fanno da sempre.
Altro elemento innovativo è la tuta, vista in anteprima ai tempi del lancio di Starman
Dettagli su SpaceX e più in dettaglio sull'ottimo space.com

*** 27 maggio ***

Lancio ufficialmente poco dopo l'orario previsto a causa di condizioni meteo non ottimali a garantire la sicurezza dei piloti (già a bordo e in attesa del via libera da parte del direttore di lancio).


Il momento dell'annuncio durante la diretta LIVE su -->youtube
Lancio posticipato di tre giorni, corrispondente allo slot successivo per intercettare il passaggio della ISS.

*** 30 maggio ***

 Condizioni meteo positive e conseguente OK al lancio.
Lancio avvenuto in perfetto orario
Credit: AP
I primi 10' della missione, dal lancio al raggiungimento dell'orbita, condensati in 4'

Il video LIVE originale da cui è stato tratto il precedente lo trovate -->NASA live 


Alcune istantanee della missione
Lo spostamento della piattaforma "I Still Love You" durante le fasi di recupero del primo stadio (il razzo Falcon9)
Credit: SpaceX, NASA
La piattaforma gemella "Just read the instructions" si trova nell'oceano Pacifico 

Il rientro del razzo Falcon 9 minuti dopo il lancio e 7 minuti dopo il distacco dalla Crew Dragon (screenshot sito missione e video)
Il rientro del razzo Falcon 9 sulla Terra dopo il distacco dalla Crew Dragon
(credit:  NASA)

All credits to NASA/SpaceX

La fase di atterraggio sulla piattaforma mobile, vista dal Falcon 9

Missione compiuta. Il razzo ritorna alla base (credit: SpaceX / NASA)


Possiamo avere una idea delle fasi immediatamente successive al lancio usando una figura della missione Starlink (finalizzata alla "semina" di satelliti di comunicazione) eseguita da SpaceX con un altro lancio pochi giorni dopo (3 giugno) l'arrivo degli astronauti sulla ISS
Per dettagli su Starlink vi rimando alla pagina su --> SpaceX


Il tempo di viaggio per raggiungere la ISS non è breve e questo consentirà agli astronauti di riposarsi e di fare una serie di test aggiuntivi per verificare la funzionalità dei sistemi. Si tratta di una fase molto critica in cui non sono ammessi errori o malfunzionamenti. Il rischio qui non riguarda "solo" la navetta e il suo equipaggio ma l'incolumità dei 3 astronauti a bordo della ISS (due russi e un americano) e l'integrità della stazione stessa.

In attesa dell'attracco alla stazione orbitale, consiglio di provare il simpatico simulatore messo a disposizione da SpaceX.
screenshot della pagina del simulatore (credit: SpaceX)
La traiettoria di avvicinamento alla ISS (dettagli su SpaceX)

*** 1 giugno ***
19 ore dopo il lancio la Crew Dragon attracca alla ISS. Ci vorranno poi altre 2 ore per il completamento della procedura (pressurizzazione del punto di collegamento etc) perché il trasbordo avvenga.

Le fasi di avvicinamento alla ISS (credit:NASA)

Il video della fase di avvicinamento e docking
Credit: NASA via C-SPAN


... e dopo quasi 3 mesi il rientro a Terra.
Prima con l'undocking dalla ISS (andate diretti a 2h23'10" per vedere il momento)



e poi con lo l'ammaraggio al largo della Florida







Fonti
- CREW DEMO-2 MISSION
Former astronaut and SpaceX consultant on creating a new crewed spacecraft: ‘We were really the underdogs’
The Verge 11/05/2020
- Mission DM2
NASA
forumastronautico
Missione conclusa con successo (astronautinews.it)
- SpaceX Crew Dragon undocks from space station to bring NASA astronauts home for 1st time
space.com




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