Primi studi e prime proposte per il Deep Space Habitat

Nelle scorse settimane è stato presentato il primo studio per il possibile “Deep Space Habitat” pensato per le missioni extra-LEO dei prossimo futuro.
Il progetto è stato presentato al gruppo di lavoro Future-In-Space Operations (FISO) della NASA, con l’analisi dei primi studi preliminari e le possibili soluzioni per la costruzione e l’utilizzo di tale ambiente spaziale.
Caratteristica basilare su cui è basato tutto il concept è l’utilizzo massimo di tecnologie già pronte e utilizzate oggi sulla ISS, prevedendone due versioni, una prima per missioni di circa 60 giorni e una più capiente per missioni di 500 giorni, entrambe per 4 membri di equipaggio.
I vantaggi principali nell’utilizzare hardware già oggi presente sulla ISS è la certificazione già ottenuta al volo spaziale e benché probabilmente di massa superiore a quella di un progetto ad hoc, tale scelta sarebbe compensata da costi e rischi di progetto nettamente inferiori.
La versione più piccola, ottimizzata per missioni di circa 60 giorni, con 60m3 di volume abitabile, potrà essere utilizzata proficuamente per missioni nei punti Lagrangiani L1 e L2 del sistema Terra-Luna, servicing di satelliti in orbita geostazionaria, il punto Lagrangiano L2 del sistema Terra-Sole, missioni in orbita lunare e come base orbitale autonoma.
Quella invece di dimensioni maggiori, da 90m3 abitabili, avrà invece come obiettivi principali missioni verso l’orbita Marziana oppure verso asteroidi in avvicinamento alla Terra.

Per quanto riguarda l’assemblaggio avverrebbe con lanci di vettori attualmente esistenti e per ora non sarebbe previsto l’utilizzo del lanciatore SLS. Una volta in orbita i vari moduli sarebbero assemblati agganciati alla ISS prima di separarsi e iniziare la missione in autonomia. In entrambe le versioni il DHS non ha sistemi di propulsione autonoma ma sfrutterebbe quello di Orion, oppure del CPS (Cryogenic Propulsion Stage).

Il DHS sarebbe composto da elementi già oggi quasi completamente sviluppati, un modulo HAB basato sul progetto dell’attuale modulo Destiny della ISS, un Utility Tunnel con annesso airlock derivato dall’airlock della ISS e pannelli solari e il Cryogenic Propulsion Stage come unità propulsiva. Oltre a questi tre elementi, e ovviamente ad una capsula Orion agganciata, per la versione da 500 giorni di missione, verrebbe aggiunto un modulo basato sul progetto degli MPLM con funzione logistica.

L’Hab, l’airlock e il MPLM sono moduli strettamente derivati da quelli presenti sulla ISS, come anche tutti i sistemi di supporto logistico e ambientale (compresi i radiatori), mentre i pannelli solari e l’avionica saranno derivati da quelli di Orion, tecnologicamente più avanzati e moderni rispetto a quelli della ISS.

Per quanto riguarda la protezione dei moduli dai rischi al di fuori dell’orbita terrestre una sezione dell’Hab sarà schermata con uno scudo ad acqua, spesso 10cm circa per la protezione dalle radiazioni e che fungerà anche da serbatoio di acqua, con 2850 litri circa contro eventuali SPE (Solar Particle Event). Non è prevista attualmente protezione da GCR (Galactic Cosmic Radiation). Per quanto riguarda lo scudo anti-MMOD (micrometeoriti e detriti orbitali) sarà derivato da quello installato sull’MPLM attualmente agganciato permanentemente sulla ISS.

Il modulo propulsivo CPS è basato su propellenti criogenici LH2/LOX e include un sistema di controllo termico attivo per ridurre il boil-off del propellente ad un rateo del 5% al mese per l’idrogeno e a rateo nullo per l’ossigeno.

I mockup del DSH è attualmente in fase di costruzione e permetterà nei prossimi anni di valutare la configurazione finale degli allestimenti interni ottimizzandone la disposizione e le necessità.

Una possibile configurazione alternativa ipotizzata prevede di utilizzare al posto del modulo Hab derivato da Destiny, un modulo del tutto simile al Node-1 Unity della ISS e di un ulteriore MPLM con Cupola per la versione da 500 giorni.

Fonte: NASA / Marshall Space Flight Center


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Due immagini della configurazione alternativa e del CPS


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Studi e proposte molto interessanti, speriamo che almeno in parte si concretizzino!

La prima cosa che mi è venuta in mente è che si potrebbe sfruttare il fattore MPLM per avere una parte importante (magari un’astronauta?) in missioni extra-LEO…

Senza alcun dubbio ora è meglio convogliare tutti i fondi per realizzare il vettore SLS e, purtroppo, la relativa capsula Orion. Sta di fatto che tutti questi progetti e studi sono molto interessanti solo che, come sempre, bisognera poi vedere i fondi che verranno stanziati per il loro realizzo.
Non sarebbe male riuscire, almeno, a realizzare la versione per la permanenza di 60 giorni e poter così iniziare con la prima fase di esplorazione poi…

Il voler utilizzare tecnologie già in uso è un’ottima idea; questo permetterà un considerevole risparmi e un miglioramento delle tecnologie attuali.

Anch’io ho pensato che l’utilizzo di MPLM è una buona notizia per l’Italia, bisogna vedere chi paga…

L’utilizzo della tecnologia già sviluppa per la ISS, rende sicuramente il progetto Deep Space Habitat molto interessante sia in termini di costi sia in termini di tempo. Infatti, la Nasa dispone ancora dei due MPLM (Raffaello e Donatello) e del Nodo 4 - Node Structural Test Article (STA) che doveva essere lanciato nel 2013 verso la ISS. Tutti questi moduli si trovano ancora al Kennedy Space Center. L’idea di utilizzarli, venne anche alla Boeing per il progetto Exploration Gateway Platform, che prevedeva anche un modulo internazionale (di fabbricazione russa) o un modulo abitativo gonfiabile (simile al BA-330). Credo che il costo del Deep Space Habitat o della Exploration Gateway Platform sia inferiore al miliardo di dollari (lanci compresi). Inoltre l’Esa-ASI, potrebbero occuparsi dei costi dei due MPLM e del Nodo 4, mentre la Nasa potrebbe finanziare il modulo gonfiabile e i costi dei lanci. Addirittura si potrebbero utilizzare due soli lanci del Falcon 9 Heavy, un per il modulo gonfiabile+i pannelli solari e uno per il MPLM e il Nodo 4 che verrebbe lanciati insieme. Il tutto sarebbe assemblato sulla ISS in attesa che la Orion più l’unità propulsiva, porti il tutto verso l’orbita lunare o i punti Lagrangiani L1 o L2. Infine, credo che se il progetto verrà finanziato dal 2015 in poi, il Deep Space Habitat sarà una realtà nell’arco di 5-6 anni. :smile:

Speriamo che a qualcuno non venga in mente di destinare i moduli MPLM ai musei piuttosto che riutilizzarli in modo più appropriato. Tra una bustarella e l’altra…non si sa mai!

Non sarebb la prima volta di uno spreco simile. Vedi lo Skylab 2

Non verrebbero di sicuro usati Raffaello e Donatello (cannibalizzato in parte per la trasformazione in PMM di Leonardo).
Non capisco che cosa serva un commento del genere.

Ricorda un pò i Saljut ed un pò la ISS che doveva essere realizzata con una combinazione di Spacelab, dei primi anni '80.
Nautilus X invece?
Beh, almeno qualcuno stà mettendo un poco di burro sulla padella, poi cosa e se ci cunineranno qualcosa…

Infatti, sembrava un’idea tutto sommato realizzabile e promettente, si era parlato di testare il modulo sulla ISS ma non ho più letto niente in merito, non so se semplicemente non ci siano novità o se piuttosto l’idea sia stata accantonata…

Comunque queste proposte partono da hardware praticamente già esistente, e questo è sicuramente un passo nella direzione della fattibilità…vedremo!

Ben venga l’utilizzo del nodo rimasto a terra, però non mi spiego la necessità di agganciare il DSH alla ISS per il montaggio…
Non fosse altro, per un discorso di piano orbitale…
Vedrei più comodo partire da un orbita equatoriale se le destinazioni possibili sono l’orbita lunare o i lagrange…

Ispirato da questo concept di Space Habitat, ho pubblicato un post sul mio blog in cui analizzo la parte di schermatura dai raggi cosmici e mostro che mentre i 10 cm d’acqua sono sufficienti per i protoni energetici degli eventi solari non bastano per i raggi cosmici galattici (come detto benissimo nella news).
Inoltre mostro che lo stesso approccio utilizzato per lo schermo per le SPE non può essre usato per i raggi cosmici. http://lucadifino.wordpress.com/2012/03/27/bolle-dacqua-proteggere-gli-astronauti-dai-raggi-cosmici/ Se avete domande fatemele qui o sul blog (meglio sul blog, lo controllo maggiormente)

Belissimo post sul tuo blog, davvero davvero interessante! :wink:

Il post è proprio interessante… potresti riproporlo anche qui… :wink:

Grazie mille. Io non ho tempo, ma se voi volete fare un riassunto e proporlo qui sul forum non ho nulla in contrario.

A me USLAB e MPLM mi sembrano un po’ piccolini per tenere 4 persone per 500 giorni… a occhio stiamo parlando di circa 70-80 m3 di volume abitabile, sicuramente tollerabile da 4 persone ma non prorio ottimale (quasi zero privacy per più di un anno?)

E poi a che servirà questo habitat? Sarà solo un mezzo di trasporto?
Considerando che bisogna farci stare i crew quarters per 4 persone più tutti i sistemi ECLSS e TCS più tutte le risorse per mantenere 4 persone non è che rimanga molto spazio per ISPR scientifici… e che gli fai fare agli astronauti per 500 giorni? Guardano fuori dall’oblò?

Anche io ho non pochi dubbi in merito, e mi associo in toto al giudizio espresso da Buzz.
Inoltre quesi circa 80m3 di volume pressurizzato si traducono (tolto lo spazio per tutti i vari sottosistemi, ISPR rack scientifici e di servizio, ecc.) in un volume utile (badate bene utile, ossia quello in cui realmente gli astronauti possono muoversi e lavorare) che, se va bene, è circa la metà.

Viene da chiedersi come facciano 4 persone a resistere 500 giorni (facendo cosa poi non è affatto chiaro) con circa 10 m3 di volume utile a testa (e sono stato sicuramente ottimista in queste stime, oggi come oggi basta dare un’occhiata all’interno del Columbus per rendersi conto di quanto spazio utile c’è davvero a bordo una volta che implementi i vari esperimenti).

gli dai Gravity Launch :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye: