Concluso studio per operazioni congiunte in orbita Shuttle-ISS-Soyuz

Con l’eventualità in caso di ulteriori ritardi di poter avere la necessità di effettuare operazioni di aggancio/partenza dalla ISS, da parte di una Soyuz mentre una navetta americana è anch’essa agganciata, è stato completato uno studio che esamina i rischi e i fattori limitanti per tale eventualità.
Lo studio si è articolato su una serie di operazioni considerate a rischio e limitanti per il corretto svolgimento delle manovre.
Una decisione finale è prevista entro fine marzo in modo da poter dare l’eventuale via libera al calendario delle operazioni sulla ISS.
Partendo dalle conclusioni, lo studio ha ipotizzato la fattibilità di operazioni congiunte in orbita ma con una serie di limitazioni imposte a prescindere dal tipo di attività considerata:

  • Nessun docking e undocking dovrà avvenire mentre sono in corso delle EVA sulla ISS
  • Durante le operazioni di docking e undocking il controllo della ISS dovrà essere completamente da parte Russa e tutti sistemi della navetta agganciata dovranno essere passivi
  • Operazioni di docking e undocking con elementi agganciati al braccio Canadarm dello Space Shuttle dovranno subire una valutazione ulteriore
  • Nessuna operazione DDO (Dual Docked Operation) potrà avvenire mentre è in corso una rotazione diretta dell’equipaggio della ISS (l’equipaggio entrante arriva prima della partenza di quello uscente), tale tipo di rotazione non è comunque più attualmente previsto.
  • Le operazioni dovranno avvenire solo in orbite che permettono una copertura completa da parte Russa con groundpath che comprenda tutte le stazioni Russe.
  • Le DDO dovranno avvenire nei periodi di lavoro dell’equipaggio
  • E’ vietata qualsiasi attività di rilocazione delle Soyuz mentre una navetta Shuttle è agganciata

I rischi maggiori valutati in maniera approfondita sono i seguenti:

  • Danni da erosione provocati dai residui dei thruster utilizzati
  • Contaminazione da residui di idrazina incombusti sulle parti più esposte della navetta
  • Disturbi di assetto dovuti all’interazione fra gli scarichi dei thruster e le parti esposte della navetta
  • Carichi strutturali prodotti nel docking/undocking
  • Interferenze radio e danni da radiazioni elettromagnetiche
  • Distanza fisica fra Soyuz e Shuttle

Analizzandoli più approfonditamente uno ad uno e partendo dall’analisi dei danni provocati dall’impatti di microparticelle espulse o lanciate contro varie superfici si sono osservati i danni provocati da particelle di propellente incombusto comprese fra 1 e 12 micrometri e con velocità comprese fra 2.5 e 3 km/s.
I danni da impatti con queste caratteristiche sono stati analizzati sui radiatori dello Shuttle, sui finestrini, sui sensori, sulle telecamere e sullo scudo termico.
Fra tutte le zone esaminate quelle che ancora pongono interrogativi sono i vetri dei finestrini e di tutti gli esperimenti o sistemi di bordo che necessitano di lenti o superfici in vetro (star tracker, telecamere, sensori dell’OBSS) e per i quali ulteriori test si sono resi necessari e i cui risultati giungeranno solo nei prossimi mesi.

Il rischio di contaminazione è invece quello provocato dallo strato di idrazina e propellente altamente tossico che si depositerebbe sulle parti esposte dell’orbiter mettendo in pericolo sia gli astronauti in EVA al momento del rientro sia chi eseguirà le operazioni a terra.
Qui le zone interessate dalle simulazioni sono state la stiva della navetta, le protezioni termiche superiori della navetta, il braccio robotico, i sensori di bordo, l’OBSS e le telecamere.
In questo caso la presenza di contaminazione sarebbe presente ma secondo le simulazioni ancora nei limiti delle specifiche mediche NASA. In ogni caso per gran parte dei sistemi sarebbe richiesto, una volta rientrato, un trattamento speciale, con il prelevamento di campioni da analizzare per verificarne le concentrazioni prima di cominciare il normale processo manutentivo sia di pulizia completa.

Gli effetti dei thruster del veicolo di avvicinamento o allontanamento sul mantenimento d’assetto della ISS sono stati valutati sulle zone di maggior ampiezza della navetta ma in tutti i casi sono stati considerati trascurabili.

Anche i carichi strutturali sono stati giudicati accettabili, sia da parte della ISS che sulla navetta, con i sistemi di protezione e assorbimento degli urti già presenti.

Per le interferenze e i danni da radiazione elettromagnetica in generale è stata proibita ogni attività extraveicolare soprattutto al di fuori della stiva della navetta per il rischio da parte degli astronauti di essere investiti dal raggio d’azione del radar installato sulla Soyuz in avvicinamento che impedirebbe la trasmissione delle immagini in banda-S provenienti dai caschi degli astronauti.
Allo stesso modo ad ogni astronauta sarebbe tassativamente vietato l’avvicinamento alla Soyuz entro un raggio di 3,5m per problemi di assorbimento di radiazione proveniente dai sistemi di trasmissione della stessa.

Infine i problemi legati alla vicinanza fra Shuttle e Soyuz per eventuali siti di aggancio e traiettorie di fuga, in questo caso il peggiore dei casi prevede un minimo di 8,6m fra la Soyuz e la coda della navetta. In questo caso la porta di nadir di Zarya sarebbe esclusa perchè il cono di fuga intersecherebbe la coda della navetta, per tutte le altre porte di aggancio, in condizioni nominali, non ci sarebbero problemi mentre per le traiettorie d’emergenza sono richieste ulteriori simulazioni.

L’accettazione di questo tipo di operazioni è attualmente ancora in fase di valutazione, si prevede la conclusione con la decisione definitiva entro il prossimo mese quando tutte le parti saranno state ascoltate e l’analisi del rischio sarà completa.

Fonte: NASA

È interessante vedere la NASA che rivaluta i criteri di sicurezza in negativo piuttosto che ritardare ulteriormente la fine. Certamente sono tutte possibilità, ma sono comunque interessanti; per vedere il lato storico di operazioni congiunte, avremo una foto di uno Shuttle attraccato alla ISS! :smiley:

Ok, ma questo vale anche per le superfici dei vari moduli che sono comunque interessati da EVA…

Questa parte in particolare non presenta nessuna differenza con i scenari già visti, che ci sia o meno uno shuttle agganciato, le soyuz emettono sempre le stesse radiazioni… E’ pur vero che le EVA si effettuano al 99% con lo shuttle agganciato, per montare componenti portati nella sua stiva, ma non è un problema prolungarne la permanenza di un paio di giorni…

Credo che questo sia davvero l’unico motivo plausibile per uno studio del genere.
Intendiamoci, ritengo questo studio molto interessante da un punto di vista tecnico. Però un anno di studi di non so quante persone, per autorizzare delle operazioni per cosa? 3-4 missioni prima che lo shuttle sia ritirato?

Questa fase di studio risulta molto interessante perchè, oltre a poter effettuare altre operazioni con lo Shuttle agganciato, ci darà la possibilità (forse) di avere qualche bella foto.
Quello che mi lascia un poco dubbioso è che queste operazioni erano già state fatte al tempo della MIR e, in quel caso, la distanza tra Soyuz e Shuttle era molto inferiore; perchè ora ci si pongono tanti problemi?
Anche in quel caso c’erano tutti i rischi, che ora si stanno valutamndo, allora perchè tutte queste complicazioni?

Come già sopra scritto, non capisco perchè la NASA imponga dei criteri di sicurezze e poi li “trascuri” per non avere ritardi nel suo programma; ma allora esistono effettivamente questi rischi o sono solo troppo prudenti?

Beh, dopo STS-51L sono diventati prudentissimi, dopo STS-107 hanno incrementato i criteri in maniera quasi maniacale. Ok che la sicurezza prima di tutto, ma effettivamente esagerano… :roll_eyes:

Non concordo! La sicurezza è alla base di tutto, non è mai una cosa maniacale! Quello che non concepisco è l’imporre dei parametri di sicurezza e poi “snobbarli” o modificarli in base alle nuove necessità.

In linea di principio è sensato: i rischi ci sono sempre ma c’è da considerare il rapporto rischio beneficio. Se una cosa è rischiosa e porta un piccolo beneficio allora non la faccio, ma se subentrano nuove necessità che rendono quella cosa utile, allora posso pensare di farla. Bisogna valutare caso per caso.
In ogni caso parlo in generale e non mi riferisco a questo caso specifico, perché non ho abbastanza informazioni per parlarne.

Purtroppo la perdita di due navette e la morte di 14 persone ha dimostrato che volare nello spazio è un’attività intrinsecamente pericolosa, e in molte occasioni si è andati oltre il rischio calcolato, fino alle estreme conseguenze.
Il fatto stesso che lo Shuttle voli ancora è una deroga ad una politica di sicurezza, visto che la sua architetura lo espone a diversi momenti critici durante il lancio. Logico quindi che cerchino di abbattere ogni rischio in maniera non maniacale, ma sistematica.
Ricordati che è sempre della vita di esseri umani che stiamo parlando…