Trasferimento di propellente nello spazio

#1

Apro qui per non andare offtopic in quest’altra discussione.
Prima di tutto solo oggi scopro che la ISS ha un sistema di propulsione proprio nel modulo Zvezda, pensavo che le correzioni di altezza dell’orbita avvenissero solo tramite Progress e ATV. È mai stato usato questo sistema eccetto il test del 2007?

Poi volevo sapere come sono stati fatti i trasferimenti di propellente nella storia dell’astronautica, se qualcuno ha qualche informazione più dettagliata. Con l’idrazina mi sembra relativamente facile, per le condizioni simili all’acqua (punto di ebollizione e fusione). Sono stati mai trasferiti propellenti criogenici (LOX, LH2, metano)? E come è stato fatto il trasferimento? Pompe, microgravità o altro?

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#2

Ti rispondo a memoria
Credo che sulla ISS si utilizzino normalmente i motori presenti sul modulo Zvezda, sono lì proprio per quello.

Al momento attuale credo siano stati fatti trasferimenti solo di idrazina come propellenti sia sulla ISS che sulla MIR, ma anche di consumabili come ossigeno, azoto e altri gas ma non in forma criogenica. Questo passaggio dovrebbe proprio essere il plus degli esperimenti sulla ISS: trasferimento e stoccaggio di criogenici.

Per la parte cinese proprio non saprei.

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#3

Progress da sempre trasferisce propellenti alla ISS (idrazina e tetrossido di idrogeno) tramite il Refueling Module. A quanto ne so il trasferimento avviene tramite connessioni dirette nel sistema di aggancio. I propellenti vengono stoccati nei serbatoi che si trovano su Zvezda, i cui motori vengono usati per i reboost periodici…se non ricordo male anche Zarya aveva i suoi serbatoi ed i suoi motori, che per ovvie ragioni di ingombro sterico non vengono più usati (non so se siano mai stati usati). Credo (ma non ne sono sicuro) che in ogni caso i serbatoi di Zarya possano comunque venir usati anche per alimentare i propulsori di Zvezda.

Sulla MIR credo che i reboost fossero quasi sempre effettuati dalle Progress, ma anche in questo caso il core aveva comunque serbatoi e propulsori propri, anche se non so quanto spesso siano stati usati una volta che la stazione era assemblata. Altra cosa che ignoro è se mai lo Space Shuttle abbia contribuito ai reboost…forse sì.

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#4

Ah ecco, ho trovato un articolo di astronautinews (quindi attendibilissimo :smiley: ) che cita:

"Solitamente tale manovra viene compiuta dai vari veicoli che di volta in volta si agganciano ad essa per portare rifornimenti ed astronauti, come le capsule russe Soyuz e Progress ed il veicolo automatico europeo ATV, che ormai ha concluso le sue missioni.

Anche il modulo russo Zvezda, tramite i suoi propulsori è in grado di effettuare la manovra, ma si preferisce evitarne l’utilizzo per preservarne le scorte di propellente."

Ho trovato solo 2 reboost del modulo Zvezda, 2007 e 2017, magari ce ne sono stati altri. Anche Cygnus e lo Space Shuttle hanno effettuato reboost ai loro tempi di attività.

Mi piacerebbe scoprire il metodo di rifornimento, se c’è un sistema di pompaggio. So che il sistema che vorrebbe sperimentare SpaceX è semplicemente di “versare” il liquido, azionando leggermente i motori per creare una microgravità e facendolo scendere dolcemente da un serbatoio all’altro.

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#5

Mi ricordo che Cygnus una volta ha fatto reboost (sentito in podcast)

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#6

Questa cosa del reboost effettuato dallo shuttle… mi sono sempre chiesto come fosse possibile.
Mi spiego: l’attracco avviene con la schiena dello Shuttle rivolta verso la stazione e grossomodo il centro di gravità della stazione resta molto sopra il dorso della navetta. Mi riferisco alle immagini dell’ultimo shutte scattate da bordo della soyuz.
Non capisco come possano i suoi motori a spingere la stazione in un moto rettilineo. Dovrebbe farla roteare, a meno di orientarli a 90° o più verso il carrello.

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#7

Anche io mi sono sempre fatto simili domande, fin dai tempi delle missioni STS-MIR (a queste facevo riferimento nel mio post più sopra chiedendomi se lo Shuttle avesse contribuito a dei reboost della stazione russa).

Tornando alla ISS mi sembra di ricordare che nel 2005 (o 2004?) Discovery fu protagonista di un boost “accidentale” della stazione, che era stato notato anche dagli osservatori amatoriali, in assenza di una manovra di reboost vero e proprio…alla fine venne fuori che i vernieri dell’orbiter avevano dato un contributo imprevisto.

Questo episodio ci porta alla risposta che cerchi: i reboost effettuati dagli orbiter non prevedevano l’uso degli OMS, che peraltro in qualsiasi posizione di parcheggio avrebbero anche esercitato sollecitazioni trasversali sul sistema di docking, ma dal sistema RCS…non è che alla ISS serva tutta questa spinta, in fondo. :wink:

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#8

Sorry, solo per dire che non è necessario quotare l’intero messaggio per rispondere ad uno specifico post. Basta premere il pulsante “Rispondi” in calce a tale specifico messaggio :wink:

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#9

davo assolutamente per scontato l’utilizzo degli OMS, pensando alla massa della ISS e a quanto ci sarebbe voluto in termini di tempo a fare un boost con gli RCS. Fra l’altro, gli OMS e i RCS pescano dagli stessi serbatoi?

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#10

No, hanno il loro propellente, come puoi leggere nelle prime due righe di questa pagina:
https://science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/sts-rcs.html

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#11

Ho fatto questo schemino

Ricordiamo che il sistema RSC dello Shuttle era composto da 44 thrusters, 38 primari e 6 vernieri.
Per i reboost della ISS venivano utilizzati esclusivamente i 4 vernieri con gli ugelli “rivolti verso -Z” che venivano accesi più volte nell’arco di un’oretta, piuttosto che eseguire un burn unico.

L’effetto a bordo era quindi meno evidente rispetto a una tipica accensione per un reboost effettuata con i motori di una Progress o di un ATV, però come dice giustamente @blitzed era più che sufficiente allo scopo e contemporaneamente meno stressante dal punto di vista strutturale (dopo tutto lo Shuttle, come si nota bene anche dalla figura, attraccava alla ISS semplicemente tramite il PMA, che non è proprio l’ideale come punto per esercitare una spinta violenta).

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#12

Mitico @RikyUnreal!!

Io nel frattempo ho ritrovato faticosamente una fonte relativa al (curioso) evento che mi sembrava di ricordare circa l’involontario reboost ad opera di Discovery: se capisco bene i vernieri semplicemente lavoravano per il controllo di attitudine, ma in quella circostanza specifica, con l’orbiter girato con la stiva frontemarcia e la pancia all’indietro, ne è risultata una spinta favorevole.

D’altronde mi sembra che anche i thrusters di ATV, Progress etc. usati per i reboost siano piccolini…
(notare bene l’osservazione di altissimo contenuto tecnico :sweat_smile:)

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#13

Guardando l’immagine in basso a sinistra di Riky mi chiedo come hanno fatto a trasferire il propellente? Tramite l’ambiente pressurizzato o hanno attaccato un tubo fuori da qualche parte?

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#14

Non credo STS trasferisse propellente, contribuiva solo al reboost con i propri motori del sistema RCS. Progress trasferisce propellente direttamente tramite apposite connessioni nel sistema di docking.

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#15

STS faceva reboost tramite i motori del sistema RCS come spiegato sopra ma non trasferiva carburante.

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