![\"\"](\"http:\/\/www.osservatoriofeynman.eu\/Hypatia\/2015\/Progress%20Margherita\/p01kvmyl.jpg\")
<\/p>\n<\/p>\n
28\/04\/2015 ore 10:30. Il centro di controllo ha deciso che prover\u00e0 una nuova comunicazione nel passaggio durante la prossima orbita.<\/p>\n
28\/04 ore 11:00. L\u2019orbita risulta regolare anche se pi\u00f9 alta del previsto. Si sono aperte due delle cinque antenne, si cercher\u00e0 di ripristinare il controllo nelle prossime orbite.<\/p>\n
28\/04 ore 23:00. Immagini e dati dicono che sta ruotando su se stesso fuori controllo.<\/p>\n
28\/04 ore 23:30. Si cercher\u00e0 di ristabilizzare l\u2019orbita, ma \u00e8 possibile un rientro incontrollato in atmosfera.<\/p>\n
La missione dedicata alla capsula Progress M-27M lanciata da Baikonur, in Kazakistan, marted\u00ec scorso, e carica di rifornimenti destinati alla Stazione Spaziale Internazionale, \u00e8 stata dichiarata ufficialmente fallita il 30 Aprile. Dopo essere stato inserito in un\u2019orbita di parcheggio in attesa di un attracco posticipato alla ISS, il modulo si \u00e8 dimostrato completamente fuori controllo costringendo i controllori di volo a interrompere le trasmissioni e rinunciare ad un ulteriore tentativo di ripristino dell\u2019assetto.<\/p>\n
L\u2019ultimo incidente legato ad una capsula Progress risaliva al 2011: il cargo russo m-12m and\u00f2 distrutto a causa del malfunzionamento del terzo stadio del razzo vettore Soyuz pochi minuti dopo il lancio. La commissione di stato russa \u00e8 alla ricerca delle cause dell\u2019incidente e il vice primo ministro russo Rogozin non ha nascosto la possibilit\u00e0 di una eventuale sostituzione del personale incaricato alla missione. Risalire alle cause di un incidente del genere comporta ovviamente un grande imbarazzo della scelta: una missione spaziale \u00e8 frutto del coordinamento di tanti sottosistemi che coinvolgono non solo i vari mezzi di lancio e trasporto ma anche tutto il personale umano incaricato di seguire i processi relativi ad ogni fase pre, durante e post lancio.<\/p>\n
Cosa intendiamo quindi quando parliamo di missione spaziale?<\/p>\n
Sostanzialmente una missione spaziale \u00e8 composta da un insieme di elementi che raggruppiamo in sottosistemi. Fra i principali:<\/p>\n
OGGETTO DELLA MISSIONE<\/span>: perch\u00e9 questa missione?<\/p>\n SEGMENTO SPAZIALE (Spacecraft, S\/C<\/em>):<\/span> insieme di hardware e software che interagiscono con l\u2019oggetto della missione; in particolar modo nella definizione di s\/c rientrano il tipo di payload<\/em> (carico pagante), il quale determina il costo e la complessit\u00e0 della missione (esperimenti, attrezzatura..) e lo Spacecraft bus<\/em>, che supporta il payload<\/em> provvedendo al mantenimento dell\u2019orbita, alla fornitura di potenza, alla gestione dei comandi, delle telemetrie e delle informazioni, al controllo della temperatura\u2026<\/p>\n SISTEMA DI LANCIO (Launch System<\/em>):<\/span> include il servizio di lancio, il veicolo di lancio, l\u2019upper stage<\/em> richiesto per posizionare lo S\/C in orbita, l\u2019equipaggiamento di supporto da terra.<\/p>\n GEOMETRIA<\/span>: tutto ci\u00f2 che concerne l\u2019orbita (nel caso di satelliti) o il path<\/em> (la traiettoria, nel caso di sonde come Rosetta); nel caso dei satelliti, lo spacecraft<\/em> \u00e8 lasciato in un\u2019orbita di parcheggio, \u00e8 portato poi in quella di trasferimento da cui raggiunge quella operativa.<\/p>\n \u00a0COMUNICAZIONE<\/span>: avviene sia in downlink<\/em> e uplink<\/em>, quindi le informazioni viaggiano sia dalla Terra al satellite che viceversa. Il Ground<\/em> control<\/em> station<\/em> (stazione di controllo di terra) assolve tale compito.<\/p>\n SISTEMA DI TERRA (Ground System<\/em><\/span>): comprende le stazioni di terra fisse e mobili attorno al globo che consentono di comandare ed eseguire il tracking<\/em> (il rintracciamento via radio) dello s\/c , ricevere e processare telemetrie e dati di missione e distribuire informazioni.<\/p>\n OPERAZIONI DI MISSIONE (Mission Operations<\/em><\/span>): \u00e8 l\u2019insieme delle persone coinvolte nel ground<\/em> e space<\/em> segment<\/em>, che assistono le procedure e i flussi di dati.<\/p>\n Come \u00e8 abbastanza logico credere dunque, l\u2019attivit\u00e0 legata ad una missione non inizia solo al momento del lancio: la progettazione e l\u2019assemblaggio stessi di uno spacecraft<\/em> richiedono un certo tempo, addirittura 4 o 5 anni, periodo in cui componenti e sottosistemi sono immagazzinati ad opportune condizioni ambientali, al fine di non provocarne la degradazione. L\u2019ambiente pre-lancio \u00e8 infatti l\u2019unico relativo alla missione su cui si abbia una certa possibilit\u00e0 di controllo delle condizioni ambientali, al contrario delle fasi successive, quella di lancio e quella di attivit\u00e0 in orbita, in cui il nostro potere si limita alla difesa dall\u2019ostilit\u00e0 proveniente dai fattori esterni. Alla fase del lancio sono legati ad esempio rumori estremamente forti e potenti shock<\/em> termici da cui si generano altrettanto forti vibrazioni che provano notevolmente la struttura esterna del veicolo. Tali condizioni differiscono molto sia da quelle testate in laboratorio che da quelle che lo s\/c incontrer\u00e0 poi nello spazio, in cui la progressiva rarefazione (fino alla scomparsa) dell\u2019atmosfera porta ad una rapida diminuzione di pressione esterna. Le vibrazioni ed i rumori sono dovuti essenzialmente al funzionamento dei motori principali ed all\u2019attrito generato dal movimento dello S\/C nelle zone pi\u00f9 basse dell\u2019atmosfera, in cui la densit\u00e0 di aria \u00e8 maggiore; per via di questo \u201csfregamento\u201d in aria della superficie dello s\/c si genera anche un campo di temperature molto elevate.<\/p>\n La fase del lancio risulta dunque estremamente caotica, in particolar modo in due momenti cruciali: il LIFT-OFF<\/em> (decollo), in cui la produzione di scarichi da parte dei motori verso terra \u00e8 massima e dunque, per la legge di azione-reazione di Newton, lo \u00e8 anche la sollecitazione di risposta verso la struttura del razzo; tale effetto si smorza naturalmente all\u2019aumentare dell\u2019altitudine, ma durante l\u2019ascesa si verifica un secondo picco di caos, in cui il veicolo viaggia in TRANSONICO, una fase in cui cio\u00e8 in punti diversi della superficie dello S\/C si hanno velocit\u00e0 di volo diverse, alcune sotto l\u2019unit\u00e0 (Mach<1), altre sopra il sonico. Tale situazione genera degli urti sulla superficie, da cui si genera un disturbo del flusso che diventa instabile. \u00a0In breve, il numero di Mach (M) \u00e8 dato dal rapporto tra la velocit\u00e0 di volo relativa \u00a0V e la velocit\u00e0 del suono C, la quale \u00e8 proporzionale alla radice della temperatura del fluido in cui \u00e8 immerso il velivolo (nel nostro caso l\u2019aria). Per valori del numero di Mach inferiori all\u2019unit\u00e0 (M<1) dunque il generico velivolo viaggia in regime subsonico e il flusso attorno alla sua superficie ad opportuni valori di incidenze non genera disturbi. Per M=1 si passa al regime sonico, in cui cio\u00e8 il velivolo ha una velocit\u00e0 pari a quella che ha il suono nel mezzo in cui sta viaggiando: per intenderci, il rumore provocato dal suo passaggio e l\u2019arrivo fisico del velivolo sono contemporanei! Per M>1 il regime \u00e8 supersonico; in tali condizioni la compressione del flusso sulla superficie del velivolo \u00e8 tale da provocare la nascita di urti che creano disturbo. Superare il valore unitario del Mach significa rompere il muro del suono; quest\u2019ultimo \u00e8 un intenso fronte di pressione che, quando \u00e8 attraversato, provoca delle fortissime vibrazioni alla struttura dell’aereo. Il caso di volo transonico corrisponde ad una situazione in cui le velocit\u00e0 relative di volo nei punti della superficie lungo l\u2019asse longitudinale del velivolo hanno valori compresi nel range<\/em> 0.8<M<1.2, a met\u00e0 quindi fra l\u2019alto subsonico e il basso supersonico.<\/p>\n La foto, risalente al Luglio 1999, ritrae un F\/A-18 Hornet nell\u2019istante in cui rompe la barriera del suono; il cono bianco \u00e8 un effetto molto raro da osservare: esso infatti si rende visibile solo per delle condizioni di umidit\u00e0 e temperatura tali per cui si abbia la condensazione del vapore acqueo disciolto in atmosfera.<\/p><\/div>\n Il lift-off dell’Apollo 11 nella storica missione verso la Luna<\/p><\/div>\n Una volta comunque superata la fase del lancio, in cui gli \u201cstadi\u201d del lanciatore, esaurita la propria percentuale di carburante, si separano dallo stesso, finalmente lo spacecraft<\/em> arriva nello spazio.<\/p>\n Mi \u00e8 stato chiesto una volta come fosse possibile trasportare a bordo di una navicella spaziale tanto carburante da consentirle di rimanere in orbita intorno alla Terra per tanto tempo; ebbene, non vi \u00e8 alcun bisogno di carburante! Cos\u00ec come accade per la Terra con il Sole infatti, anche i satelliti messi in orbita obbediscono alle leggi di Keplero: i satelliti descrivono dunque orbite ellittiche attorno al pianeta, percorrendo le medesime aree comprese in archi di ellisse nel medesimo tempo e mantenendo costante il rapporto fra il cubo del semiasse maggiore della propria orbita ed il quadrato del periodo di rivoluzione. D\u2019altro canto, \u00e8 vero che pu\u00f2 essere necessario utilizzare periodicamente dei motori secondari appositi per ristabilire l\u2019orbita ad una quota opportuna, come nel caso della ISS che ad una quota di circa 400 km risente ancora dell\u2019attrito dell\u2019atmosfera terrestre.<\/p>\n Un esempio di flyby. Trattandosi in questo caso di una cometa in fase di passaggio spontaneo vicino ad un pianeta, la \u201cmanovra\u201d \u00e8 imposta dalle leggi fisiche; la medesima cosa vale per i satelliti in transito vicino ad un pianeta se per\u00f2 imponiamo a monte il fatto che ovviamente la traiettoria di un satellite debba essere studiata a tavolino prima del lancio e che dunque il suo passaggio vicino ad un pianeta che si trova in un determinato punto della sua rivoluzione intorno al Sole sia tutt\u2019altro che casuale.<\/p><\/div>\n Sebbene dunque mantenere l\u2019orbita attorno ad un pianeta a determinate condizioni sia scritto nelle leggi della fisica, mantenere il controllo di uno s\/c \u00e8 qualcosa di meno naturale. Non solo infatti a volte la necessit\u00e0 \u00e8 quella di raggiungere un pianeta ben pi\u00f9 lontano della Terra, effettuando manovre studiate come i flyby<\/em> che sfruttano la gravit\u00e0 di un pianeta per generare il cosiddetto \u201ceffetto fionda\u201d e spararlo verso la traiettoria di interesse, ma ben pi\u00f9 complicato \u00e8 il controllo di attitude<\/em> (assetto), ossia la rotazione del satellite attorno al suo centro di massa. Si \u00e8 ipotizzato che proprio la perdita del controllo d\u2019assetto, dovuta probabilmente ad uno sgancio troppo violento dagli altri stadi, possa aver portato alla failure<\/em> (fallimento) della missione Progress. \u00a0<\/p>\n Gradi di libert\u00e0 del corpo dello S\/C relativi all\u2019assetto; cos\u00ec come accade in aeronautica, la rotazione intorno all\u2019asse x prende il nome di roll\u00eco, quella intorno all\u2019asse y di beccheggio infine quella intorno all\u2019asse z di imbardata.<\/p><\/div>\n \u00a0Per il controllo dell\u2019assetto di uno S\/C son installati a bordo due sistemi appositi, ADCS (Attitude Determination and Control System<\/em>) e GN&C (Guidance, Navigation & Control<\/em>), che prevedono l\u2019utilizzo di due tipi di metodi, attivi e passivi; rispettivamente, gli uni generano delle coppie di controllo in base ai dati rilevati, mentre gli altri sfruttano gli aspetti negativi a proprio vantaggio.<\/p>\n Tra i metodi attivi ad esempio rientrano le reaction wheels<\/em> (ruote di reazione), il cui principio di funzionamento \u00e8 la conservazione del momento angolare del satellite; in pratica, si mette in rotazione una massa all\u2019interno del satellite e questo, per reazione, prender\u00e0 a ruotare nel verso opposto. Per avere il controllo completo sul satellite ovviamente si avr\u00e0 una ruota per ogni asse.<\/p>\n La stabilizzazione magnetica invece \u00e8 uno dei metodi passivi pi\u00f9 semplici: si applicano al satellite dei magneti permanenti orientati in modo tale da allineare uno degli assi body dello s\/c alle linee di campo magnetico terrestre.<\/p>\n Reaction wheel del satellite Kepler<\/p><\/div>\n Solitamente nella fase EOL (End Of Life<\/em>, o fine vita) del satellite si usa abbandonarne intenzionalmente il controllo dell\u2019altitudine e dell\u2019assetto provocandone la caduta verso la Terra lungo una traiettoria prevista in un certo corridoio di rientro. Rientrando in atmosfera poi, il satellite brucia per via dell\u2019attrito, seminando solo dei piccoli detriti che nella maggior parte dei casi raggiungono il mare. La stessa sorte toccher\u00e0 a Progress, di cui si \u00e8 ufficialmente perso il controllo Mercoled\u00ec scorso e che si prevede raggiunger\u00e0 la Terra tra il 7 e l\u2019 11 di Maggio. Per lei tuttavia nessuna certezza sulla traiettoria di rientro e nessuna garanzia sulla completa combustione in atmosfera: due tonnellate tra rifornimenti alimentari e strumenti di supporto agli esperimenti scientifici inizialmente diretti verso la Stazione Spaziale fluttuano liberi sulle nostre teste e, si sa, la scienza \u00e8 dura a morire.<\/p>\n The Progress M-26M spacecraft on final approach to the International Space Station.<\/p><\/div>\n Attenzione dunque, pare che nei prossimi giorni le Aquaridi non saranno le uniche meteore visibili in cielo! \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" \u00a0 28\/04\/2015 ore 10:30. Il centro di controllo ha deciso che prover\u00e0 una nuova comunicazione nel passaggio durante la prossima orbita. 28\/04 ore 11:00. L\u2019orbita risulta regolare anche se pi\u00f9 alta del previsto. Si sono aperte due delle cinque antenne, … Continua a leggere![\"\"](\"http:\/\/www.osservatoriofeynman.eu\/kalos\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FA-18_Hornet_breaking_sound_barrier_7_July_1999t-1-600x429.jpg\")
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Per convenzione, lo spazio inizia all\u2019altitudine per cui un oggetto messo in orbita \u00e8 in grado di rimanere in orbita per un breve periodo, prima che l\u2019attrito generato dalle particelle (se pur in bassissima concentrazione) di atmosfera lo rallenti eccessivamente fino a farlo precipitare verso la Terra. Dovendo stabilire una quota indicativa, si fa riferimento ad un\u2019altezza di circa 130 km sul livello del mare. Per quanto riguarda le orbite terrestri, se ne contano due tipi: quelle LEO (Low Earth Orbit<\/em>) e quelle GEO (Geostationary Earth Orbit<\/em>); le prime, tra le quali rientra ad esempio l\u2019orbita della ISS, come dice il nome stesso sono orbite \u201cbasse\u201d, comprese fra i 200 e i 2000 km di altitudine, il cui limite inferiore \u00e8 imposto da un grado di rarefazione di atmosfera accettabile; il periodo di rivoluzione di queste orbite \u00e8 in media di 90 o 100 minuti. Per evitare eccessivi ritardi nelle trasmissioni dovuti alle grandi distanze, le orbite LEO sono preferite alle GEO per quanto riguarda le comunicazioni.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.osservatoriofeynman.eu\/Hypatia\/2015\/Progress%20Margherita\/orbit.gif\")
Le GEO sono invece orbite che vengono completate a una quota di 36000 km sul livello del mare. Orbitare a tale altitudine consente infatti allo spacecraft<\/em> di coprire sempre lo stesso punto del pianeta; il periodo di rivoluzione per tali satelliti sar\u00e0 dunque di ben 24 ore! Per definire un\u2019orbita tuttavia non \u00e8 sufficiente parlare di quote: alcuni altri parametri sono fondamentali in quanto possono influenzare il dimensionamento dei pannelli solari; fra questi, l\u2019inclinazione del piano orbitale, l\u2019angolo formato dal piano orbitale con la congiungente Terra-Sole. Rimanendo su uno studio pi\u00f9 generale invece sicuramente son da definire la forma dell\u2019orbita (pi\u00f9 o meno eccentrica), il periastro e l\u2019apoastro.\u00a0<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.osservatoriofeynman.eu\/Hypatia\/2015\/Progress%20Margherita\/flyby.jpg\")
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