Il punto della situazione sul programma di voli commerciali con equipaggio sulla ISS

Lo scorso 9 gennaio si è tenuta alla NASA una conferenza sui progressi nell’ambito del Commercial Crew Program (CCP). Il programma, finanziato dall’agenzia spaziale americana, si propone di contribuire allo sviluppo di soluzioni commerciali per il trasporto di astronauti sulla stazione spaziale internazionale (ISS) entro il 2017.

Pur in un futuro finanziario abbastanza incerto, le varie presentazioni dei partner privati hanno evidenziato come i lavori stiano procedendo secondo i piani. Secondo le principali compagnie private coinvolte, i veicoli in via di sviluppo sembrano poter essere pronti in anticipo rispetto alla data stabilita del 2017, ipotizzando che i finanziamenti NASA rimangano al livello promesso. In pole-position resta sempre SpaceX, con un obiettivo dichiarato per il primo volo con equipaggio per l’estate del 2015. Boeing mantiene sempre il 2016 come data d’esordio del proprio mezzo abitato, mentre Sierra Nevada e Blue Origin non si sbottonano.

Dato che il processo di certificazione di NASA si concluderà nel 2017 e che i primi contratti per la ISS, se tutto procede come previsto, verranno assegnati subito dopo, è probabile che questi primi test di volo non saranno eseguiti da equipaggi NASA ma da piloti collaudatori impiegati dalle stesse compagnie private. Come riporta SpaceflightNow.com, il direttore del Commercial Crew Program della NASA, Ed Mango, ha spiegato ai reporters presenti alla conferenza come questo programma di test sviluppato dalle compagnie in collaborazione con NASA sia molto simile a quelli utilizzati in passato dalle forze militari, quando i piloti delle aziende private responsabili per lo sviluppo dei mezzi militari collaudavano inizialmente i veicoli prima di cederli al governo.

Il Commercial Crew Program

Il programma di sviluppo delle partnership commerciali per voli con equipaggio comincia ufficialmente nel 2010. Il programma si compone di tre parti: lo sviluppo dei sistemi di trasporto, la certificazione per il volo verso la ISS e la fornitura del servizio di trasporto astronauti vero e proprio. Le prime due sono attualmente già cominciate, mentre l’ultima, cioè il contratto effettivo, è ancora in fase di definizione con l’obiettivo di cominciare nel 2017. William Gerstenmaier, l’amministratore associato dello Human Exploration and Operations Missions Directorate della NASA, ha comunque dichiarato in un’audizione al Congresso americano dello scorso settembre che molto probabilmente ci sarà spazio per un solo partner commerciale per il contratto definitivo.

La prima parte di sviluppo dei servizi commerciali, a sua volta, è divisa in varie fasi. La prima fase, denominata Commercial Crew Development (CCDev) è cominciata, appunto, nel 2010 e si è chiusa nel 2011. La NASA ha finanziato cinque compagnie private, Blue Origin, Boeing, Paragon, Sierra Nevada ed ULA, per un totale di 50 milioni di dollari. Lo scopo di questa prima fase era lo sviluppo di concetti e idee per tecnologie e sistemi di trasporto di astronauti in orbita bassa.

La seconda fase, Commercial Crew Development 2 (CCDev-2), è cominciata subito dopo, con l’obiettivo di sviluppare concretamente alcuni elementi del sistema di trasporto ipotizzato. Il finanziamento da parte di NASA è stato di 315 milioni di dollari, concessi a Boeing, SpaceX, Sierra Nevada e Blue Origin dopo un bando competitivo. Alcuni contratti di collaborazione, senza finanziamento, sono stati concessi inoltre a ULA, ATK ed Excalibur Almaz. Tutte le aziende hanno concluso con successo il CCDev-2 nel 2012, tranne Sierra Nevada che deve ancora completare l’ultima milestone, con il volo libero della navetta Dream Chaser, attualmente previsto per il primo quadrimestre del 2013.

Calendario pianidicato per il Commercial Crew Program, aggiornato al 15 novembre 2012. (c) NASA

Nel 2012 si è avviata anche la terza fase di sviluppo, denominata Commercial Crew integrated Capability (CCiCap). Rispetto alle precedenti due fasi, il finanziamento della NASA è cresciuto notevolmente, con poco più di 1 miliardo di dollari concessi alle tre aziende vincitrici, SpaceX, Boeing e Sierra Nevada, che dovranno sviluppare, stavolta, l’intero sistema di trasporto degli astronauti. Le varie milestone obbligatorie del CCiCap dovrebbero concludersi nel 2014, dopo di che seguirà l’ultima fase, definita “opzionale” da NASA, di cui non si conoscono ancora i dettagli.

La seconda parte del programma, quella relativa alle certificazioni, è stata avviata nelle ultime settimane del 2012. NASA ha concesso un finanziamento di 10 milioni di dollari ciascuna alle tre aziende coinvolte, anche in questo caso SpaceX, Boeing e Sierra Nevada. Questa prima fase di certificazione prevede una collaborazione tra NASA e partner commerciali per definire procedure e parametri, e si concluderà nel 2014. La seconda ed ultima fase comincerà subito dopo. L’azienda, o le aziende, coinvolte lavoreranno fino al 2017 per certificare il sistema di trasporto. Questa fase di certificazione si concluderà con una o più missioni dimostrative verso la ISS.

L’ultima parte del programma, quella relativa alla fornitura dei servizi vera e propria, sarà avviata presumibilmente nel 2016, con l’obiettivo di cominciare i voli commerciali appena conclusa la fase di certificazione, l’anno successivo.

Blue Origin

La capsula di Blue Origin in decollo spinta dal sistema di fuga. (c) Blue Origin

Durante la conferenza, subito dopo l’introduzione al CCP da parte di Philip McAlister, della NASA, si sono svolte le presentazioni sullo stato di avanzamento e sui programmi futuri delle quattro aziende private maggiormente coinvolte nel programma. A nome di Blue Origin, l’azienda fondata da Jeff Bezos, è intervenuto il presidente Rob Meyerson. Meyerson ha cominciato la presentazione parlando degli obiettivi raggiunti da Blue Origin nei progetti a cui sta lavorando, che comprendono un veicolo suborbitale, il New Shepard , ed un sistema orbitale con una capsula biconica. I contratti relativi alle prime due fasi CCDev hanno permesso di sviluppare alcune componenti del sistema, dal progetto preliminare del veicolo orbitale ai test strutturali sulla capsula, dal sistema di fuga al lancio ai test sul propulsore a idrogeno liquido. Nel 2012 Blue Origin ha completato con successo le milestones del CCDev-2 con il test sulla rampa di lancio del sistema di fuga. Pur non essendo stata finanziata per le fasi successive, la compagnia sta cercando di ottenere accordi non finanziati con NASA e di sviluppare con fondi propri un sistema di trasporto suborbitale con componenti riutilizzabili seguito, successivamente, dal sistema di trasporto orbitale.

Boeing

John Mulholland, di Boeing, ha parlato degli sviluppi relativi alla capsula CST-100, che verrà lanciata tramite un Atlas V di ULA. Il lavoro svolto durante i CCDev ha permesso la maturazione del progetto in diversi elementi del sistema di trasporto. In particolare, sono stati effettuati test strutturali, test del sistema di atterraggio con paracadute, prove sui vari sistemi di propulsione (compreso il sistema di fuga), analisi aerodinamiche in galleria del vento, test sull’avionica, sviluppo dei sistemi di terra (in particolare i siti di produzione e assemblaggio, con la concessione dell’OPF-3 al Kennedy Space Center, una volta usato per lo space shuttle) e progetto preliminare dei sistemi per l’equipaggio.

Test del sistema di paracadute del CST-100. (c) Boeing

Attraverso i contratti stipulati con NASA nel 2012 Boeing continuerà lo sviluppo della capsula nel 2013 e 2014. Tra gli elementi che riceveranno maggiormente attenzione ci sarà tutta la parte software e procedurale, con una simulazione completa di missione prevista per settembre 2013 e una dimostrazione dell’Emergency Detection System ad ottobre. Sarà inoltre sviluppata ulteriormente la collaborazione con ULA per il vettore Atlas 5, in particolare per quel che riguarda i test sulla nuova versione a due propulsori dello stadio superiore Centaur. Mulholland ha dichiarato anche che l’obiettivo per un primo test con equipaggio della capsula resta fissato al 2016, per una missione che dovrebbe durare circa tre giorni.

Sierra Nevada

Primo test in volo “captive” per il Dream Chaser. (c) SNC

Mike Sirangelo, vice presidente di Sierra Nevada, ha quindi parlato del progetto della navetta a corpo portante Dream Chaser. Sirangelo ha illustrato il lavoro svolto fino ad ora che ha permesso la maturazione del progetto fino alla costruzione del primo Engineering Test Article (ETA) a grandezza naturale che è stato sottoposto a diversi test, tra cui il primo test di volo “captive” agganciato ad un elicottero. Sono stati inoltre testati alcuni sottosistemi, come l’ECLSS (Environmental Control and Life Support System), il carrello di atterraggio, il software di simulazione di docking con la ISS e sono state eseguite vare prove in galleria del vento. Nel 2013 l’ETA verrà utilizzato per il primo volo libero presso il Dryden Flight Research Center, che concluderà il contratto CCDev-2 con NASA.

Nell’ambito del contratto CCiCap proseguirà il lavoro sul Dream Chaser, con altri test di volo libero ed atterraggio previsti per il 2013-2014 e i test sui propulsori ed altri sottosistemi che porteranno alla costruzione del secondo prototipo, il Flight Test Article (FTA). Sirangelo non ha specificato una data per i primi voli nello spazio del Dream Chaser, ma ha confermato che i test di volo atmosferico saranno seguiti da test suborbitali e, successivamente, da voli orbitali.

SpaceX

Prove di disposizione interna dei sedili per Dragon. (c) SpaceX

Infine, è stata la volta di Garrett Reisman, ex-astronauta NASA ed ora direttore del programma di sviluppo del volo umano per SpaceX. Avendo già a disposizione un sistema dimostrato di trasporto orbitale, la capsula Dragon ed il lanciatore Falcon 9, l’azienda di Elon Musk si è potuta concentrare sui sistemi necessari ad ospitare astronauti a bordo di Dragon. In particolare sono stati eseguiti dei test sui propulsori SuperDraco, che serviranno sia per il sistema di fuga durante il lancio che, eventualmente, per l’atterraggio della capsula. Sono stati inoltre compiuti i primi studi sulla struttura interna della capsula con equipaggio, sulle tute spaziali, sull’ECLSS, sulla rampa di lancio, sulle procedure ed operazioni di missione e sull’avionica. Le milestones del CCDev-2 sono state completate a giugno del 2012.

Nel 2013 e 2014 SpaceX continuerà il lavoro avviato con i CCDev, soprattuto per quel che riguarda il sistema di fuga al lancio. È previsto infatti per la fine del 2013 (probabilmente a dicembre) il primo test di aborto sulla rampa di lancio, mentre nell’aprile 2014 ci dovrebbe essere la sperimentazione in volo del sistema di fuga che chiuderà anche il contratto CCiCap. Secondo il programma di SpaceX il primo test orbitale verrebbe eseguito da un equipaggio non-NASA nel 2015, in sostanziale anticipo rispetto a quanto dichiarato dai diretti concorrenti, seguito da una dimostrazione con aggancio alla ISS entro la fine dello stesso anno.

Fonti: NASA, SpaceflightNow.com