Il primo cargo automatico cinese raggiunge la stazione Tiangong-2

Tianzhou-1, ovvero il primo veicolo cargo automatico cinese, si è agganciato alla stazione Tiangong-2 alle ore 6:16 italiane di sabato 22 aprile.

Il docking è avvenuto in modalità automatica, ad una quota di 385 km mentre i due velivoli stavano sorvolando le stazioni radio cinesi. L’anello di docking, posto fra le due astronavi si è ritratto pochi minuti dopo il contatto, unendole saldamente.

Un rendering raffigurante Tianzhou-1 agganciato a Tiangong-2. (C) CCTV.

Tianzhou-1 (Vascello Celeste-1) era decollato con un razzo Lunga Marcia 7 giovedì 20 aprile alle 13:41 italiane, dal Wenchang Space Center, il nuovo centro spaziale cinese posto sull’isola di Hainan nel sud del Mare Cinese, raggiungendo la sua orbita preliminare dopo circa 10 minuti. Di seguito, i suoi propulsori hanno affinato la traiettoria orbitale portandolo al docking poco meno di due giorni dopo il lift off.

Obiettivo primario

Alle ore 01:26 italiane di domenica 23 aprile i tecnici del Beijing Aerospace Control Centre (BACC) hanno comandato l’inizio del test di trasferimento del propellente dai serbatoi di Tianzhou-1 a quelli di Tiangong-2. Il processo prevedeva 29 step ed è stato completato in cinque giorni.

Prima di tutto però, le tubazioni dei propellenti e gli altri componenti di accoppiamento hanno dovuto unirsi perfettamente, con un margine di errore di meno di un millimetro.

La missione che coinvolge i veicoli Tianzhou e Tiangong è stata ideata per testare le tecnologie e le tecniche per il rifornimento orbitale e prevede una serie di verifiche e di controlli per determinare il reale grado di efficienza e di sicurezza. Tutte queste attività serviranno per mantenere in servizio a lungo la Chinese Space Station (CSS), che sarà abitata permanentemente da equipaggi di almeno tre astronauti che si alterneranno a bordo, per missioni della durata di sei mesi. Il modulo centrale della CSS, denominato Tianhe-1, verrà lanciato verso la fine del 2018 ed il completamento della stazione dovrebbe avvenire per il 2020, la sua massa complessiva raggiungerà le 60 tons dopo l’aggancio dei due moduli-laboratorio.

Il Beijing Aerospace Control Centre durante le operazioni di refueling. (C) (Xinhua/Ju Zhenhua)

La conclusione delle operazioni di rifornimento è stata dichiarata nella serata di giovedì 27 aprile dal comandante in capo del programma spaziale abitato cinese, Zhang Youxia, il quale conseguentemente ha sottolineato il successo della missione di questo primo cargo automatico cinese. Non sono stati rivelati ulteriori dettagli né sulla quantità né sull’entità (propellente od ossidante) del liquido trasferito.

L’agenzia di stato Xinhua ha sottolineato che con questo successo la Cina è diventata la terza nazione, dopo la Russia e gli U.S.A. a rifornire un mezzo spaziale in orbita, e che l’operazione verrà ripetuta in Giugno.

Prove di docking

Dopo l’aggancio del 22 aprile, Tianzhou-1 e Tiangong-2 resteranno unite per due mesi per altre operazioni di rifornimento di propellente e per l’esecuzione di ulteriori test sui vari sistemi. Di seguito, il cargo verrà fatto sganciare e riunire alla stazione spaziale facendolo provenire dalla direzione opposta; questo per testare la capacità di Tianzhou-1 di agganciarsi ad una differente sezione della Tiangong. Infatti, la CSS avrà multipli boccaporti di aggancio che saranno in grado di unirsi ai veicoli spaziali provenienti da diverse direzioni.

Dopo essere stati fatti nuovamente sganciare, i due spacecraft orbiteranno quindi separatamente per tre mesi durante i quali il cargo condurrà degli esperimenti di scienze spaziali, mentre Tiangong-2 riprenderà le proprie attività scientifiche.

Le manovre di docking ed undocking fra Tianzhou-1 e Tiangong-2 comprendono delle nuove sfide vista la massa e le dimensioni della nave cargo.

Dopo il periodo di tre mesi di volo libero, avverrà il terzo ed ultimo docking, in cui Tianzhou-1 userà la modalità di docking veloce; invece di impiegare i consueti due giorni per eseguire la manovra, il nuovo cargo cinese completerà l’operazione in sole sei ore.

Un responsabile del programma ha spiegato che se la manovra avrà successo, potrà venire utilizzata anche per i veicoli abitati.

Alla fine della sua missione di cinque mesi, Tianzhou-1 verrà fatta rientrare distruttivamente nell’atmosfera terrestre. Ovviamente, nelle loro missioni verso la CSS, i veicoli Tianzhou prima del rientro finale verranno riempiti con i rifiuti della stazione.

Tianzhou è anche scienza

Nonostante sia disabitato, il cargo cinese è comunque in grado di ospitare degli esperimenti di scienze spaziali. Secondo l’agenzia Xinhua, un esperimento a bordo di Tianzhou-1 riguarderebbe la gravità “non newtoniana” mentre gli altri avrebbero come soggetto di studio la proliferazione e la differenziazione di cellule staminali embrionali in cellule germinali, per raccogliere dati sulla possibilità della riproduzione umana nello spazio.

Un’immagine del carico di Tianzhou-1 (C) CCTV.

Le cellule staminali ed alcuni embrioni di topo, sono impiegati in un altro esperimento che studia la ricrescita di tessuti ed organi negli animali e negli esseri umani. Un altro esperimento riguarda una nuova medicina contro l’osteoporosi.

Nel carico oltre agli esperimenti scientifici, i tecnici cinesi hanno posizionato anche del payload fittizio per simulare l’ipotetico carico necessario per il rifornimento di una missione spaziale con un equipaggio di tre astronauti.

Il cargo Tianzhou

Il veicolo automatico da rifornimento Tianzhou è stato progettato dagli ingegneri cinesi per trasportare un carico utile di 6.500 kg. In questo, lo spacecraft è simile ai veicoli automatici che da anni riforniscono l’International Space Station, come la capsula russa Progress, o la Cygnus ed il Dragon delle aziende private Orbital ATK e SpaceX.

Più precisamente, a livello progettuale e sul piano delle sue capacità, Tianzhou è una via di mezzo fra la Progress russa e l’Automated Transfer Vehicle (ATV) europeo, i quali trasportano (e trasportavano) carichi secchi, acqua e propellenti sull’ISS, infatti le capsule commerciali statunitensi ed il veicolo automatico giapponese HTV non possono rifornire di propellente l’avamposto spaziale internazionale. Il sistema di refueling di Tianzhou è stato creato inoltre per essere in grado, nel caso di una perdita accidentale di propellente, di localizzarne immediatamente la sua posizione, di isolarla e di riconfigurarsi proseguendo nelle operazioni di rifornimento.

Secondo quanto dichiarato da Bai Mingsheng, capo progettista di Tianzhou-1 presso la China Aerospace Science and Technology Corp. che ha costruito lo spacecraft, alla televisione di stato CCTV prima del lancio, nella fase progettuale si è fatto in modo di raggiungere la massima capacità di carico con il minimo peso strutturale. Infatti il payload ratio (il rapporto fra la il peso del carico utile e quello del veicolo spaziale, che è quindi un indice diretto dell’efficienza dell’intero sistema) teorico di Tianzhou-1 è 0,48, ovvero il più alto fin’ora mai raggiunto al mondo da un mezzo spaziale.

Tianzhou-1 mentre viene sottoposto ai test pre lancio. (C) China Academy of Space Technology.

Il nuovo veicolo della Repubblica Popolare Cinese ha battuto un altro record: con una massa al lancio di 12.910 kg esso è diventato il veicolo spaziale più pesante mai lanciato dalla nazione asiatica; per esempio la stazione spaziale attualmente in orbita, Tiangong-2 ha una massa di circa 8,6 tons.

Tianzhou-1 ha una lunghezza di 10,6 metri ed una larghezza di 3,4; mentre i suoi pannelli solari hanno un’estensione complessiva di 15 metri.

Il lancio di Tianzhou-1

Il docking di Tianzhou-1

Fonti: spaceflightnow.com, chinadaily.com.cn, gbtimes.com, gbtimes.com, spaceflightnow.com