Il punto della situazione sui moduli abitativi per missioni a lungo termine

Nel mese di Novembre 2015 la divisione Advanced Exploration Systems dell’HEOMD (Human Exploration and Operations Mission Directorate) ha fatto il punto della situazione sui progressi avvenuti quest’anno in merito agli habitat per missioni di lunga durata.

Degli obiettivi stabiliti dall’AES per il 2015 alcuni riguardavano i moduli abitativi atti a fornire all’equipaggio un luogo in cui vivere e lavorare in maniera sicura nello spazio profondo, con sistemi di supporto vitale affidabili, protezione dalle radiazioni e da eventuali incendi. I requisiti richiedevano un supporto di almeno quattro gruppi di astronauti in una ipotetica missione verso Marte con una durata di almeno 1.100 giorni.

Con il programma NextSTEP (Next Space Technologies for Exploration Partnerships) NASA sta cercando un metodo di riutilizzo delle tecnologie già esistenti implementandole gradualmente verso le necessità abitative delle missioni verso Marte ventilate per gli anni ’30/’40. La zona cis-lunare e la Stazione Spaziale offrono un ottimo banco di prova su cui testare e sviluppare tale tecnologia.

In totale, quattro compagnie hanno ricevuto il via libera per lo sviluppo di un concetto abitativo: Lockheed Martin, Bigelow Aerospace, Orbital ATK e Boeing.

Lockheed Martin

Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) © NASA / Lockheed Martin

LM è focalizzata su un tipo di habitat che implementi le capacità di Orion. Essa pescherà dalla sua stessa esperienza e da quella di Thales Alenia per il progetto architettonico e per la propulsione. Thales Alenia Space ha una grande esperienza nella costruzione di moduli abitativi, fu infatti il primo progettista e produttore dei MPLM (Multi-Purpose Logistics Modules) installati sulla Stazione Spaziale durante l’era Shuttle, ed è il costruttore del modulo Columbus e di ATV ICC (Automated Transfer Vehicle Integrated Cargo Carrier).

Lockheed Martin spera di applicare l’esperienza fatta con i veicoli manned per fornire a NASA una soluzione di EAM (Exploration Augmentation Module) non troppo costosa, utilizzando in parte i sottosistemi di Orion.

Bigelow Aerospace Company

Bigelow Expandable Activity Module (BEAM) installato sulla ISS – rappresentazione artistica © NASA / Bigelow Aerospace

Anche Bigelow fa tesoro di suoi successi, avvenuti in particolare con Genesis I e Genesis II per offrire a NASA opzioni valide in vista anche di viaggi cis-lunari. Secondo il report dell’AES, “Bigelow Aerospace fornirà uno studio concettuale che illustrerà come i suoi habitat B330 possano essere usati come EAM.

Bigelow è stata l’azienda a dimostrare i maggiori sforzi durante l’anno per fornire al KSC un prodotto ad hoc, in particolare con il BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) che sarà installato sulla ISS partendo a bordo della missione SpaceX-8 prevista per Gennaio 2016. Il lancio di BEAM permetterà alla compagnia di dimostrare la funzionalità dei moduli gonfiabili applicandoli alla Stazione Spaziale.

Orbital ATK

Cygnus aggrappato al Canadarm2 – 31.07.2015 © NASA / Jerry Wright

Orbital ATK prevede l’uso della navetta Cygnus come base per migliorarne le tecnologie esistenti, e renderle affidabili per missioni di lunga durata. Orbital ATK ha mostrato un approccio più tecnico al programma, promettendo di sviluppare un concetto di EAM con una “configurazione di linee guida standard funzionali per moduli evolutivi”, come spiega il report di AES. L’azienda identificherà sottosistemi chiave necessari per missioni attraverso il Sistema Solare e sfrutterà l’esperienza dei voli Cygnus per “definire un’Interfaccia Dimostrativo di Tecnologia Standard compatibile con tecnologie allo stato dell’arte”.

Boeing

Non ultima, la proposta di Boeing si focalizza su tre aree: definire, testare e validare sistemi di hab e di supporto vitale con un progetto modulare commerciale-governativo. Il piano dell’azienda è quello di sviluppare un “habitat semplice e a basso costo che utilizzi tecnologie diverse da testare nel tempo, e in grado di evolvere in un sistema di supporto della crew per missioni a lungo termine”, secondo il rapporto AES.

Controllo ambientale e sistemi di supporto vitale

Lo sviluppo dell’architettura fisica per i moduli abitabili, però, non è tutto ciò che interessa al programma Habitat Systems Concept Studies di NASA. L’Agenzia ha infatti stipulato altri tre contratti con altrettante aziende allo scopo di progettare sistemi di controllo ambientale e supporto vitale (ECLSS) necessari in questi moduli abitabili.

Una delle aziende, Dynetics, sta pensando ad un metodo di purificazione dell’aria in miniatura in grado di rimuovere l’anidride carbonica riducendo lo spazio fisico richiesto da questo tipo di sistema.

Al contrario, la Hamilton Sundstrand Space Systems International ha ricevuto un finanziamento per i suoi sottosistemi ECLSS modulari, ma più grandi, che però massimizzano la condivisione dei componenti. Questa proposta ha il beneficio potenziale di riparare il macchinario utilizzando parti comuni per tutti i sottosistemi, riducendo perciò il numero di pezzi di ricambio necessari in orbita.

La compagnia Orbitec, infine, ha sottoscritto un terzo contratto per la proposta di un sistema di supporto vitale ibrido. Orbitec integrerebbe sistemi di supporto vitale chimico-fisici già esistenti con altri di bio-produzione. Secondo il rapporto dell’AES questo metodo migliorerebbe il controllo ambientale trovando un mix ottimale nel rispetto dei parametri di missione.

Fonte: NASA