Gli ingegneri del Goddard Space Flight Center stanno sviluppando una procedura per testare in orbita la possibilita’ di rifornire satelliti alla fine della loro vita operativa inizialmente prevista.
L’esperimento, concepito grazie alle esperienze accumulate con le missioni di manutenzione ad Hubble, userebbe il manipolatore canadese DEXTRE per simulare la penetrazione del rivestimento isolante di un mezzo spaziale ed il collegamento ai suoi condotti interni per il carburante per riempirne nuovamente i serbatoi. Il prototipo dell’attrezzo necessario a compiere queste operazioni e’ gia’ pronto, manca solo il test in orbita. Per questa fase determinante, purtroppo, al momento mancano i finanziamenti, essendo terminati i 20 milioni di dollari iniziali.
Il Goddard ha lanciato un appello alla comunita’ aereospaziale internazionale per ricevere altri suggerimenti su possibili attivita’ di manutenzione orbitale in LEO, orbite geostazionarie e punti di Lagrange dell’orbita terrestre, distanti sino ad un milione di miglia. Oltre al rifornimento, si ipotizza l’installazione di nuovi istrumenti o l’assemblaggio nello spazio di veicoli troppo grossi per essere lanciati da terra.
Il rapporto finale verra’ presentato al parlamento USA nel settembre prossimo.
L’idea come dicevo potrebbe essere utile per il prolungamento della vita operativa di alcuni satelliti ma ancora bisogna vedere cosa conviene di più: costruire un mezzo per andare a rifornire un satellite la cui tecnologia potrebbe essere divenuta obsoleta o farne uno nuovo?
Tutt’altro paio di maniche la costruzione in orbita di infrastrutture molto grosse ma non vedo cosa c’entri il rifornimento
Altra storia ancora un ipotetico carro attrezzi specializzato nel recupero di satelliti e che debba semplicemente essere rifornito in LEO prima o dopo una missione di recupero/servizio
Un carro attrezzi più costoso della ferraglia che deve recuperare… no, a aprte gli scherzi. Progettare satelliti a cui si possa fare manutenzione nello spazio non è male. anche se il satellite è vecchio ed obsoleto, ci sono comunque società e nazioni sdisposte ad usare le sue vetustà, così come accade ancora oggi con macchine industriali vecchie, superate in Europa ma rricercatissime in Africa per via dei loro bassissimi costi di gestione… La possibilità di fare un upgrade in orbita non è male… e poi il carro attrezzi potrebbe anche essere usa e getta, così si avrebbe un risparmio di costi.
Però c’è da capire se solo per l’orbita bassa o anche la geo.
Si molto interessante, ma in realtà vecchia come il cucco…
Personalmente un po’ di anni fa avevo proposto uno studio di fase A ad ESA (molto piaciuto ma naturalmente non finanziato…) su una famiglia modulare di Servicer Free Flyers (SFFs) con la ISS come nodo logistico. Poichè attualmente un veivolo universale che copre ed effettua molti tipi di missione servicing/tugging non puo’ essere ancora operativo perche’ non esistono le necessarie tecnologie, quello che proponevo in maniera più realistica era di avere SFFs più piccoli e semplici che operano localmente in zone predefinite. Esplorando l’attuale popolazione satellitare ed indentificando diverse zone orbitali divise in termini di altitudine e inclinazione, un numero di differenti missioni possono essere associate a queste zone orbitali, a cui viene assegnato un SFF. Basandosi su questi differenti scenari avevo concepito una famiglia di SFF utilizzando una piattaforma comune e componenti condivisi. La risultante famiglia di SFF più piccoli e semplici avrebbe comportato (almeno secondo me e da dimostrare nel mio studio) una più grande flessibilità, rischi minori, e potenzialmente servizi a costi minori. La ISS poteva essere poi considerata come un nodo logistico almeno per i LEO.
Avevo identificato anche sette scenari di utilizzo che riporto:
Recupero Satelliti: ogni anno un numero considerevole di satelliti sono abbandonati in orbite inutili. L’utilizzazione del carburante di bordo per riportarlo nell’orbita corretta o è impossibile o riduce significativamente la prevista vita oprazionale (ad es. Artemis). Il SFF può mitigare questo tipo di problema catturando il satellite e rimorchiandolo nell’orbita nominale. Un caso differente è invece il malfunzionamento durante la vita operativa ed il rimorchio verso la ISS per il refurbishment.
Rimozione del Debris orbitale: il SFF può mitigare il problema di affollamento e collisione rimorchiando i satelliti dismessi in LEO in orbite naturali di decadimento o rimorchiando satelliti geostazionari dismessi in orbite cimitero.
Ritiro di un satellite GEO: un SFF permetterebbe al satellite di operare fino all’esaurimento completo del suo carburante aumentando la sua vita operativa. Il numero di satelliti in GEO accoppiato al loro costo significativo fornisce all’operatore del SFF una grossa opportunità di mercato
Manovrabilità di un satellite militare: la manovrabilità è un fattore essenziale per le sorpresa tattica ed è limitata dal carburante di bordo. Un SFF potrebbe agganciare questo tipo di satellite e trasportarlo nell’orbita desiderata.
Riconfigurazione di Costellazioni/ Formazioni di satelliti in LEO: il progettare costellazioni di satelliti in base al numero previsto di utilizzatori può condurre al fallimento economico se la domanda reale è più piccola di quella prevista. E’ meglio implementare la costellazione gradualmente, utilizzando un SFF (o più SFF) se è richiesta una riconfigurazione, così da non consumare il propellente dei satelliti.
Riposizionamento di un satellite: un SFF potrebbe riposizionare un satellite in una diversa orbita in base al responso di un “market shift”
Assemblaggio/Costruzione in orbita: l’assemblaggio in orbita permette la costruzione di grandi strutture senza il requisito di avere tutti i componenti lanciati allo stesso momento e quindi di grossi lanciatori. Potrebbe essere importante nell’ottica della implementazione della “NASA Exploration Vision”.
Non ho capito se i SFF sarebbero spendibili o possono essere riforniti e, nel secondo caso, come?
Molte delle missioni che hai descritto richiedono parecchio delta V.
Ma in pratica sarebbero dei TUG tipo Centaur, con motori restartabili e propellenti storabili o se criogenici missioni non troppo prolungate, con la possibilita’ di docking o in qualche modo agganciarsi ai veicoli da trasferire?
l’architettura immaginata prevedeva diversi scenari operativi, ma in generale si prevedeva un certo numero di SFF ciascuno su un orbita ben determinata (inclinazione ed altitudine) dedicati al servicing ed un numero di SFF dedicati esclusivamente alla logistica (e quindi anche al rifornimento). Ciascuna orbita era coperta almeno da un servicer ed un SFF “logistico”: in questo modo i delta V non risultavano essere troppo elevati perchè si andava a coprire solo una zona limitata. La ISS (o un generico fuel depot) era il nodo principale rifornito da terra: i SFF logistici a cascata si sarebbero dovuti rifornire dal nodo principale (ma questo doveva essere in qualche modo dimostrato fattibile tecnicamente ed economicamente dall’architettura proposta)
Ma in pratica sarebbero dei TUG tipo Centaur, con motori restartabili e propellenti storabili o se criogenici missioni non troppo prolungate, con la possibilita' di docking o in qualche modo agganciarsi ai veicoli da trasferire?
Quando si parla di on orbit servicing, i satelliti sono generalmente classificati in due modi:
in funzione del loro grado di cooperativita’, ovvero alla predisposizione all’interazione con un satellite manutentivo.
In funzione della tipologia del loro moto, intrinsecamente collegato alla strategia di navigazione e cattura ( tecnologia di rendezvous & docking)
I satelliti cooperativi sono satelliti provvisti di sensori, software e interfacce adatte alle operazioni di servicing orbitale da parte di satelliti manutentori. Sono per adesso una nicchia principalmente costituita da satelliti di missioni dimostrative. Ovviamente la maggior parte dei satelliti attualmente in orbita sono non cooperativi e quindi sono spesso necessarie strategie di servicing ad-hoc dedicate alla singola configurazione.
Ad esempio una soluzione proposta è CX-OLEV (ConeXpress Orbital Life Extension Vehicle) di Orbital Recovery Corp che permette l’estensione della vita di satelliti GEO fino a 10 anni attrverso l’aggancio nel cono del motore di apogeo.
