NASA cerca facchini lunari

Agenzie spaziali NASA
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La NASA ha emesso un comunicato riguardo le specifiche dei mezzi cargo per il rifornimento del Gatway. Il modulo cargo in questione deve essere capace di trasportare 5000 kg di cargo pressurizzato e 2600 kg di cargo non pressurizzato (in primis il braccio robotico della stazione) per un totale di 7600 kg di cargo. Deve avere un sistema di guida e propulsivo autonomo, oltre a essere in grado di produrre la propria energia elettrica e utilizzare ovviamente l’IDSS. Inoltre deve essere capace di auto smaltirsi dopo 3 anni di operazioni spaziali. Il cargo lunare deve anche essere capace di raccogliere i rifiuti spaziali degli astronauti. Sarà richiesto l’uso di questi cargo nel 2024. Le compagnie spaziali hanno tempo fino al 2 novembre per rispondere alle specifiche Nasa. La NASA aggiunge inoltre che in seguito il modulo cargo potrà essere lanciato assieme ad altri payload nelle missioni SLS. Ma già 3 missioni commerciali sono certe.

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(immagine con cargo docked e Orion in fase di docking al Gateway. Credit NASA)

I requirement sono alquanto corposi per tutti i vettori commerciali attuali. Anche solo prendendo il peso del cargo si escludono tutti gli attuali razzi vettori fino all Atlas 551/2. Rimangono in partita Delta IV Heavy (10380 kg to TLI) e Falcon Heavy Ex (15305 kg to TLI) per quanto riguarda i lanciatori americani. Tuttavia presi in considerazione i requisiti per il veicolo stesso (Propulsione autonoma, pressurizzazione, potenza autonoma, freeflight di 1095 giorni), il margine di peso del D4H è troppo piccolo. Ad oggi nessun lanciatore a disposizione può effettuare una missione full cargo (Il D4H magari con meno carico utile, il Falcon Heavy avrebbe bisogno di un PAF nuovo e test strutturali del caso per usare tutti i 15305 kg potenziali). Per il 2024 saranno disponibili come eventuali lanciatori anche il Vulcan e il New Gleen (questo più if) in grado di effettuare una missione full cargo. Vedremo a breve chi si propone per il compito e le soluzioni proposte.

https://www.nasa.gov/feature/nasa-seeks-information-for-gateway-cargo-delivery-services
https://www.fbo.gov/index?s=opportunity&mode=form&id=ecd6a1e57e71e38bbcd2b7b4ade5436f&tab=core&_cview=0

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E’ quantomeno curioso che la NASA richieda per il Gateway LOP-G dei veicoli cargo molto più capaci di quelli scelti per la ISS (a parte l’ATV europeo). In fondo si tratta di una stazione più piccola e non abitata continuativamente. Se la NASA avesse scelto dei valori di carico utile simili a quelli utilizzati per la ISS sarebbero rientrati in gioco un numero maggiore di razzi vettori (soprattutto già in attività, senza attendere quelli del futuro… oppure dover addirittura utilizzare il costosissimo SLS…)
E rimane comunque il rammarico di aver chiuso l’attività di ATV così presto…

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Questo requirement è legato alla durata massima che il cargo può sopportare nello spazio? Intendono un rientro autonomo nell’atmosfera terrestre in maniera distruttiva?

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Dal documento sembra che il modulo cargo debba essere in grado di effettuare operazioni da cargo per 3 anni, quindi dal momento del lancio deve essere capace di trasportare cargo pressurizzato e non per una durata di 3 anni (Questo non significa 3 anni con lo stesso cargo, ma anche più processi di carico e scarico). Per quanto riguarda la pulizia a fine vita la NASA punta a evitare che lo spazio lunare si trasformi in una copia dello spazio intorno alla Terra. A rigor di logica e di probabilità la manovra che più veloce e con meno DeltaV è un de orbit come avveniva per lo stadio superiore del LEM e distruzione per impatto sul suolo lunare.

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In futuro i piani del LOP-G saranno sempre più ambiziosi. Le permanenze incrementeranno esponenzialmente. Nei piani NASA il LOP-G sarà la base per l’assemblaggio delle missioni marziane. Quindi ulteriori strumenti da trasferire e supporto vitale per gli astronauti. Inoltre comunque vada a differenza della ISS dove salti sulla Soyuz e sei a casa, sul LOP-G hai 4 astronauti a 3 giorni da casa. Quindi certamente le scorte di cibo acqua e pezzi di ricambio sono in eccesso di una certa quantità per un grosso numero di sistemi. Comunque sia anche con requisiti ben più contenuti il problema non è il cargo eccessivo. E’ la Luna che non si raggiunge facilmente e la mancanza odierna di potenza per queste missioni nello spazio profondo è messa a nudo. Per quanto riguarda SLS, la NASA ha intenzione di usarlo per eventuali missioni cargo solo dopo che la stazione sarà assemblata. A quel punto quando con SLS mandi una Orion verso il LOP-G, vale anche la pena usare tutta la capacità altresi sprecata per portarti un modulo cargo.

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Giustissimo tutto quello che dici @SaturnPower, ma questo però ci riporta all’annosa questione del pericolo di imbarcare sullo stesso veicolo di lancio uomini e cargo… Ci siamo scornati per anni su chi considerava un errore quello dello Space Shuttle e poi ecco che SLS, alla fine, farà la stessa cosa…

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Con una sostanziale differenza però. Il cargo è totalmente separato e indipendente dalla capsula con uomini a bordo. Se il razzo salta, Orion se ne va con il LES o la propulsione principale del modulo di servizio. Se lo shuttle saltava… sappiamo com’è finita.

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Sì però nessuna missione STS è mai fallita catastroficamente per colpa del cargo trasportato o per il fatto di poterlo trasportare.
Anche nel caso del Columbia direi.

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Vero anche questo. Anche perchè cargo è una parola relativa. Nelle missioni Apollo il LEM era un modulo cargo trasportato fino alla Luna per usarlo li. Le future missioni EM di SLS, prevedono che Orion accompagni e assembli i moduli del Gatway.

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I nuovi moduli sono cargo, i rifornimenti sono cargo.
In effetti per ora siamo troppo nel vago.
Però se si parla di IDSS e cargo pressurizzato penso di stia parlando di rifornimenti.

In quel caso non penso ci siano alternative ipotizzabili oltre ad una Dragon 2 cargo su Falcon heavy e una cygnus su Atlas 551/Delta Heavy.
Realisticamente parlando.

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Il modulo da fare sarà ex novo perchè nessun modulo cargo attuale è in grado di portare i pesi richiesti, ne ha la deltaV per l inserimento in orbita lunare e un de orbit dopo 3 anni di operatività. Cmq si. Dai disegni NASA il cargo assomiglia a un cygnus molto grosso

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Dopo le sollecitazioni avvenute nel tardo 2018, si passa ai fatti. La NASA sollecita entro il 10 Luglio a proporre navicelle in grado di rifornire il gateway. Il “Lunar CRS” avrà un contratto con un valore massimo di 7 miliardi di dollari USD sull arco di 15 anni. Il veicolo deve essere capace di portare al gateway almeno 3400 kg di payload pressurizzato e almeno 1000 kg di payload non pressurizzato, per un minimo di 4400 kg. La navicella oltre ad avere il necessario carburante per effettuare manovre per raggiungere e lasciare il gateway, deve essere capace di essere totalmente indipendente dal gateway per quanto riguarda energia, e tutti gli altri sottosistemi. Il docking deve essere totalmente automatico.
Una missione può durare fino a 3 anni.

Inutile dire che se qualche compagnia ha intenzione di riciclare l’hardware in uso sulla ISS dovrà fare grandi modifiche e spostarsi su vettori nettamente più potenti. Vedremo le offerte. NGIS e Space X partono con un piede in vantaggio. Potremmo vedere anche una allenza ULA- Sierra Nevada che unisce un Dream Chaser modificato a un Vulcan. Altri dettagli il 26 giugno durante un industry day organizzato da NASA.

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Vero ma ricorda che Vulcan e specialmente New Glenn sono vettori ancora in fase di sviluppo, non sapremo fino a che non eseguiranno il test Flight
La loro sicurezza. Inoltre ho qualche dubbio che Nasa si “lanci” nella pazzia di inviare Cargo di Così grande importanza su un vettore che ha pochi voli nella sua storia.

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Considerando che i servizi dovrebbero partire dal 2024 non ci dovrebbero essere problemi. Vulcan volera nel 2021, e nasce da un azienda con curriculum immacolato. Senza dimenticare che il Vulcan nasce per svolgere le missioni del Dod. Gli standard sono alle stelle.
Il New Gleen non l’ho nominato.

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Beh, per quanto riguarda il Vulcan, vettore realizzato da ULA per cercare di contrastare F9 e FH, inizialmente doveva debuttare nel 2019, poi nel 2020 ed ora si va al 2021…

fonti: http://spacenews.com/evolution-of-a-plan-ula-execs-spell-out-logic-behind-vulcan-design-choices/

Senza contare che il primo stadio è spinto da un motore, il BE-4 di BO che, benché le parole di Bezos siano sempre rassicuranti, finora non è mai stato provato in volo e che, se va bene, debutterà sul New Glenn nel 2021…

Ma si sa, quando negli Stati Uniti si parla di ULA (leggi Boeing e Lockheed Martin) che hanno le spalle ben coperte da USAF tutto diventa più facile e la narrazione in discesa…

Parlare poi di un Dream Chaser, una navetta realizzata per l’orbita bassa, utilizzata per un volo lunare (con tutto quello che implicano le velocità di rientro) mi pare veramente una follia (concettuale) oltre che a modifiche pesanti sull’hardware.

La NGIS… stiamo parlando del vettore OmegA? Ovvero un razzo con i primi due stadi a solido (quello principale con alle spalle un test eseguito pochi giorni fa e finito, secondo alcuni, male) ed il terzo a LOX/LH2, ma che debutterà anch’esso, forse, solo nel 2021…
Ricordo che un vettore molto simile fu Ares-1, ben presto abbandonato anche per i grossi problemi incorsi con le vibrazioni al lancio (fonte: http://www.chron.com/disp/story.mpl/front/5467711.html ) ed anche il possibile successore, il Liberty del 2011, venne accantonato. Francamente non vedo innovazione su un vettore basato sui solidi a perdere… Vega a parte che però opera su una scala di carichi utili inferiore.

Concludo quindi questo mio solito sfogo con l’affermare che, al momento (considero anche il 2024), gli unici vettori che potrebbero inizialmente portare veramente carichi cargo verso il Gateway potrebbero essere, oltre al già citato FH, il Delta IV Heavy (che ricordo ULA, molto saggiamente, non dismetterà, almeno per un po’ di anni) e il solito costosissimo SLS…

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Affermazione confermabile dal Launch Vehicle Performance Website del NASA Launch Services Program:

TLI
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Per ora i veicoli certificati in qualche modo ed in grado di portare qualcosa sulla luna sono questi.
L’SLS potrebbe essere utilizzato per il lancio di alcuni di questi moduli ma solo dopo il Block 1B che avrà la possibilità di portare anche altri moduli oltre ad Orion.

Nella sollecitazione ci sono inoltre i requisiti:

  • The common launch vehicle configuration shall have one successful flight prior to the GLS Missions.
  • The Logistics Module mass when docking shall not exceed 14 metric tons. A maximum mass constraint for Logistics Modules protects Gateway Guidance, Navigation, and Controls (GNC) and Attitude Control System sizing and development.
  • The robotic arm will have a maximum mass of 2200 kg. The Logistics Module that delivers the robotic arm shall support Robotic Arm self-deployment and walk-off onto the Gateway.

Si ha quindi un minimo di 6600kg (trascurando il peso del veicolo stesso!) ed un massimo di 14000kg

Se si dovesse finire verso il limite alto, potrebbero farcela solo il Falcon Heavy senza alcun recupero (al limite solo i side booster recuperati in mare, i margini sarebbero davvero sottili) ed eventualmente, una volta certificati, Vulcan Centaur Heavy, OmegA Heavy e New Glenn senza recupero del primo stadio.

La condizione di almeno un lancio eseguito con successo della stessa configurazione del veicolo è però decisamente pesante in quanto le versioni Heavy di Vulcan e OmegA verranno testate solo dopo le versioni base.

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piccola nota. Il Vulcan non necessita della versione Heavy per lanciare 10000 kg verso TLI. La versione che lancia nel 2021 ha praticamente la stessa potenza del Delta IV Heavy. ULA può proporre quindi il Vulcan 562.

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10000kg comprendendo il Payload Adapter?

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Senza Payload Adapter.

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Intendevo se il modulo finisse col pesare 13-14 tonnellate.