Dossier Zarya

Come già anticipato in un mio recente post:

http://www.forumastronautico.it/index.php?topic=5215.msg46880#msg46880

Ecco a voi un “Dossier” sulla capsula Zarya. A seguire un pò di storia del progetto:

La capsula Zarya fu concepita nel 1985, dall’allora OKB-1 di Korolev (attualmente parte del gruppo RSC Energia) come rimpiazzo per Soyuz TM e Progress, il progetto fu ufficialmente avviato il 27 gennaio del 1985 e fu presentato alla commissione Militare-Industriale di Stato il 22 dicembre 1986.

La Zarya nasceva come un’evoluzione della capsula Soyuz, di cui riprendeva la forma (seppur pantografata) del modulo di rientro ma era allo stesso tempo anche uno spinoff del progetto Buran, all’epoca in fase di avanzata realizzazione.

L’idea di base era quella di utilizzare un modulo di rientro della Soyuz di dimensioni maggiorate per poter riportare a terra quanta più massa, e sottosistemi il possibile. Lasciando tutto quello che non poteva (o non era economicamente conveniente) essere recuperato in un piccolo modulo di servizio.

Per conseguire lo scopo i progettesti pensarono ad una capsula recuperabile e riutilizzabile, equipaggiata con molti sottosistemi sviluppati per il Buran, in primis il sistema di protezione termica costiutito da piastrelle in materiale ceramico. Un’altro elemento mutuato dal Buran erano i sedili eiettabili,li Zvezda K36D,per i tre cosmonauti che avrebbero altresì indossato la tuta pressurizzata “Strizh”. La capsula Zarya doveva, inoltre, essere fisicamente compatibile con la stiva di carico del Buran per poter essere trasportata al suo interno.

Dato che la Soyuz sganciava quel che restava del proprio scudo termico poco prima dell’atterraggio per poter accendere i retrorazzi a propellente solido, ma nella Zarya ciò non era possibile. Il problema fu risolto disponendo una corona composta da una ventina di retrorazzi a propellenti liquidi non tossici (ossigeno liquido e kerosene) posti a metà altezza della capsula, a tre metri da terra tali razzi si sarebbero accesi riducendo praticamente a zero la velocità di contatto con il suolo.

Per la Zarya era previsto un vasto ventaglio di missioni:
Ø Come ferry per stazione spaziale, lanciata, da un vettore Zenit 2, in un’orbita iniziale a 51,6° (la stessa della ISS) avrebbe manovrato per raggiungere la quota di 350 km per poter attraccare alla Mir (all’epoca in fase di progetto) con tre cosmonauti e fino a 2.000 kg di carico utile.
Ø Come capsula di salvataggio, lanciata con o senza equipaggio ed una capacità utile di 12 astronauti (almeno così sostiene Mark Wade nel suo sito). Tre nel compartimento anteriore ed altri nove nel vano di carico pressurizzato (evidentemente senza sedili eiettabili ma con al massimo una combinazione Kazbek/Sokol KV).
Ø Come veicolo da riparazione satelliti, con 2/3 cosmonauti e capacità di operazione in LEO.
Ø Come veicolo da supporto logisticom non pilotato per missioni fino in orbita geostazionaria (36.000 km).

Il progetto presentava una serie di difetti minori che dovettero essere corretti, principalmente legati al livello vibroacustico riscontrabile in fase di atterraggio all’atto dell’accensione dei retrorazzi.

In ogni caso la profonda crisi economica in cui versava l’Unione Sovietica costrinse la commissione Militare-Industriale di Stato a cancellare questo promettente progetto nel gennaio del 1989. Il progetto conobbe, nel 1995, un’evoluzione denominata “Alpha Lifeboat” inteso quale veicolo di salvataggio per la ISS e proposto da un team congiunto RSC Energia-Rockwell-Krunichev e lanciato nella stiva dello Shuttle, in ogni caso la NASA preferì sviluppare lo sfortunato X38.

Da un punto di vista configurativo la Zarya sembra essere stata la controparte più convincente del progetto americano Big Gemini con la sua capacità di portare in orbita una grande varietà e quantità di carico utile, sia in configurazione manned che unmanned. La mancata realizzazione della Zarya rappresenta senz’altro una delle “grandi occasioni perse” dalla storia dell’Astronautica. Mai come oggi si sarebbe sentita la necessità di un veicolo del genere, in un momento in cui la ISS si avvia alla sua realizzazione e con uno Shuttle in fase di dismissione ed un Orion ancora all’orizzonte.
Proprio l’Orion americano avrebbe potuto trarre almeno “ispirazione” da un progetto simile, senza ricalcare pedissequamente la capsula Apollo (seppur pantografata).

Grazie per la interessantissima scheda!

Un paio di domande, ma l’utilizzo sarebbe stato affiancato al Buran? L’idea era quella di utilizzarli in parallelo entrambi? E se si, i compiti sembrano molto simili fra loro, come si sarebbero divisi i ruoli e come avrebbero convissuto?

Per quanto è dato di sapere i due veicoli sarebbero stati utilizzati in “parallelo”, anzi uno dei requisiti di base della Zarya era proprio la trasportabilità all’intero della cargo bay del Buran.
Su come sarebbero stati gestiti i due veicoli a questo non so rispondere.
Però i russi vantano un’indiscutibile capacità di gestione di più piattaforme in contemporanea…

Grazie per l’approfondimento su questo progetto poco conosciuto.

Fino a che stadio di sviluppo è arrivato il progetto Zarya? Solo studi sulla carta?

Anche i sovietici/russi hanno avuto progetti di spazioplani che, come l’X-38 americano, sono riusciti ad arrivare almeno alla fase di test article, prototipo o dimostratore?

Paolo Amoroso

A quanto pare si sono fermati al “tavolo da disegno”, anche se non è improbabile che sia stato costruito un mock-up (simulacro) per prove di integrazione. Quest’ultima resta però solo una mia supposizione dato che non sono mai saltate fuori foto di un mock-up della Zarya (così come ad esempio per la Big Gemini).

Altroché.
I russi hanno portato avanti, almeno per 15 anni, il progetto Spiral (un concorrente dell’X20 Dyna Soar) che doveva essere costituito da due stadi: un velivolo-madre ipersonico triposto che doveva fungere da primo stadio per una mininavetta militare monoposto (lo Spiral appunto) dotata di un proprio stadio impulsore.
Il progetto andò avanti a fasi alterne, legate sopratutto alla difficoltà di realizzare l’ipersonico (che era di responsabilità Sukhoi). In ogni caso i russi realizzarono un dimostratore atmosferico denominato MiG 105-11 che volò un certo numero di volte (sganciato da un bombardiere Tupolev Tu-95) a metà degli anni '70.
I russi, nella prima metà degli anni '80, hanno anche lanciato in orbita 5 volte un modello in scala dello Spiral denominato Bor 4.
Infine sembra (dato che le notizie sono frammentarie in merito) che nel 1987 sia stato collaudato un simulacro di navetta militare triposto, denominata Uragan, basato sul design dello Spiral.

Più recentemente i russi hanno realizzato dei simulacri al vero dei progetti MAKS (lanciato da un Antonov An 222) e Kliper.

Bellissime schede Archie :smiley:
Peccato comunque: un’altra buona idea accantonata per la cronica mancanza di fondi :frowning:

Complimenti per la ricostruzione del modulo Zarya, fino ad ora per quanto mi riguarda sconosciuto… Interessante anche le differenze del sistema di atterraggio rispetto alla soyuz, con l’utilizzo di retrorazzi ma anche di razzetti frenanti a pochi metri dalla superficie… Ottimi ovviamente i disegni :smiley:
Da ultimo, noto anch’io come il progetto, se si fosse concretizzato, sarebbe stato decisamente utile per la ISS in questo periodo e nel periodo post Shuttle…

P.s. per “pantografato” intendi “scalato”?

Scusa Archipeppe, ma esiste almeno una foto di una capsula BIG GEMINI; non sò dirti se si tratti di un simulacro o di una capsula vera, ma era apparso proprio sul sito di Mark Wade.

Caro Archipeppe, ti ringrazio per il commento e le slide sul concept che per me è assolutamente nuovo.
Non sapevo che i russi avessero concepito un progetto del genere, addirittura parallelamente al Buran! Certo che la vecchia URSS non si faceva trope remore riguardo ai finanziamenti “spaziali”.
Se pensiamo anche alla capsula TKS resto allibito pensando allo sforzo ingenieristico dei sovietici. Magari la Nasa di oggi si potesse concedere uno spunto di originalità simile. Sopratutto con un Orion che non sembra poter garantire qualcosa di molto diverso da quanto ha già volato finora…

Grazie archipeppe :smiley:, aspettavo con ansia una descrizione della Zarya, ci vizi troppo!

Ho però una domanda sul secondo stadio e del suo serbatoio avvolto attorno al motore; come mai questa architettura così atipica?

Ringrazio tutti per la calorosa accoglienza al mio piccolo e personale omaggio alla capsula Zarya…

Cercherò di rispondere un pò a tutti:

  1. per AJ: il termine “pantografato” in architettura significa “scalato verso l’alto” (ovvero mantenendo le stesse proporzioni di forma con dimensioni maggiorate).

  2. per topopesto: la foto della Big Gemini (a cui, prima o poi, dedicherò un analogo dossier) reperibile nel sito di Mark Wade si riferisce ad un mock-up (simulacro) ingegneristico realizzato presso la McDonnell Douglas di St. Louis. Tra l’altro ai fianchi della capsula compaiono dei grossi finestrini per poter guardare all’interno che - ovviamente - non sarebbero esistiti sulla capsula vera.

  3. per Nemo: la caratteristica di “avvolgere” il motore con il serbatoio di kerosene è tipica di molti “upper stage” russi, a cominciare da quello utilizzato dall’R7 per lanciare la Vostok. La ragione principale sembra essere quella di avere un miglior centraggio dello stadio, accorciando il “braccio” tra il centro di massa ed il centro di pressione (ovvero dove si esercita la spinta) e rendendolo meno sensibile alle vibrazioni.

Giovani, in sezione download, grazie alla generosità del mitico Archipeppe, abbiamo le tavole in PDF riguardanti il progetto Zarya.
Tutti a scaricarle!

Grazie Archipeppe per avere messo a disposizione le slides.

Affascinato dal lavoro svolto da Archipeppe, ho ben pensato di iniziare una fase preliminare di studio, per la fattibilità del modello in questione (in scala ridotta).
Completata la fase di studio/fattibilità, deciderò se procedere con la costruzione del modello.
Dalle prime idee che mi macinano in testa, penso che per un’eventuale realizzazione, farei uso della scala 1/72.
Eventualmente, per dubbi e chiarimenti, contatterò Archy!

Grande topopesto!!!
Non vedo l’ora di vedere questo nuovo capolavoro (sopratutto se esce come la Progress).

Per quanto riguarda info addizionali conta pure su di me… :wink:

Grazie Peppe per questo tuo sontuoso contributo!! :smiley:

Chiedo venia ma forse non mi sono spiegato bene!
La mia fase di studio/fattibilità non implica il conseguente lavoro di realizzazione.
Mi serve solo per studiare il modello, vedere quali materiali sarebbero più idonei , alla sua realizzazione , e le procedure che dovrei eventualmente seguire con le varie fasi di lavoro.
Terminati tali studi valutero se realizzarlo o pure accantonare il tutto.
Non vorrei aver deluso Archipeppe ; successivamente potro dire se il modello verrà realizzato o “archiviato”.

Bello molto bello Archie…avevo giusto sentito qualche cosina riguardo all’esistenza di questo progetto (e tra l’altro se non sbaglio proprio qua sul Forum)…ottimi i disegni, come sempre. Concordo con gli altri, un idea interessante e sicuramente un’occasione sprecata per avere nelle nostre orbite un qualcosa di diverso dalle Soyuz o progress…In effetti un mezzo simile, avrebbe potuto servire molto bene per l’ISS, quale mezzo per far ritornare a terra esperimenti o componenti per la riparazione e successivo rinvio sulla stazione. Vabbè, il destino ha voluto che le cose andassero diversamente.

Solo una domanda: ha scritto che tra i possibili impieghi, ci sarebbero state missioni logistiche non pilotate in GEO, ma perchè non pilotate? a cosa sarebbe servita una simile missione? portare rifornimenti ad una eventuale stazione in orbita geostazionaria?

Tra l’altro il design e le prestazioni sembrano molto simili a quelle della Dragon di SpaceX… con qualche anno di differenza si potrà comunque vedere qualche cosa di molto simile e giudicare una volta in servizio la bontà del design.