Con il lancio del 14 luglio, il settimo dall’inizio dell’anno, la Russia sembra essersi messa alle spalle le difficoltà del 2016, che ha visto la lunga pausa dei voli del Proton e l’incidente della Progress MS-04, e appare determinata a guadagnarsi un ruolo di primo piano in un settore in crescita della space economy, quello che ruota attorno ai piccoli satelliti.
A bordo del Sojuz 2.1a decollato puntalmente alle 8.36.49 (ora italiana) dalla piattaforma 31/6 del cosmodromo di Bajkonur, con l’obiettivo principale di collocare in orbita polare il satellite di Roscosmos per l’osservazione della terra Kanopus-V-IK, c’era infatti un nutrito numero di payload secondari a pagamento: ben 72 tra microsatelliti e cubesat di svariate dimensioni, da oltre un quintale a poco più di 1 kg.
Si è trattato sicuramente di un record, ma solo a livello nazionale russo. A detenere il primato assoluto resta l’India che, con la trentasettesima missione del suo PSLV, nel febbraio scorso, è riuscita a portare in orbita ben 104 satelliti. Questi numeri sorprendenti, che a prima vista possono sembrare semplici curiosità, sono in realtà indice di un interessante fenomeno in evoluzione in questi giorni su cui merita soffermare l’attenzione.
Il sito 31 di Bajkonur ripreso pochi minuti prima del lancio di Kanopus-V-IK dal satellite Russo Resurs-P-1. Si nota, in alto, il Sojuz in attesa sulla pattaforma; in basso, al margine dell’immagine, il grande edificio dal tetto grigio chiaro è il luogo in cui il razzo è stato assemblato. Credit: Roscosmos
Ma intanto – ci chiediamo – come si possono collocare in orbita così tanti satelliti? La cosa richiede innanzitutto tempo e infatti per l’intera operazione sono state necessarie più di otto ore.
Cronaca della missione
La prima parte del volo si è svolta come una normale missione del lanciatore Sojuz: una prima fase di quasi due minuti – l’unica documentata dalle immagini dal vivo –, in cui il razzo si è innalzato grazie alla propulsione combinata dello stadio centrale e dei quattro booster laterali; altri tre minuti scarsi in cui il core ha continuato a spingere da solo, dopo la separazione dei booster e del fairing, e infine quattro minuti in cui ha operato il motore RD-0110 del terzo stadio.
Il momento del liftoff. Credit: Roscosmos
A questo punto è subentrato l’upperstage Fregat-M, capace di effettuare diverse accensioni in un ampio spazio di tempo. Ad esso era demandato il compito di eseguire le manovre necessarie a portare a destinazione i vari elementi del carico, montati in modo apparentemente irregolare, ma in realtà ben studiato ed equilibrato, su una sorta di traliccio in vetta al quale troneggiava Kanopus-V-IK.
Disegno che mostra la collocazione di Kanopus-V-IK (a destra) dei microsatelliti e dei deployer dei cubesat sopra il modulo Fregat (a sinistra). Credit: Roscosmos
I 73 satelliti dovevano essere posizionati in tre orbite polari, diverse per inclinazione (anche se di pochi decimi di grado) e per altitudine media, compresa tra i 600 e i 480 km. Per raggiungerle, passando ogni volta per un’orbita transitoria di trasferimento, il Fregat ha effettuato un totale di sei accensioni. Dopo le prime due, l’upperstage si è collocato, ad un’ora dal lancio, nell’orbita con un apogeo di 522,5 km, un perigeo di 478,6 km e un’incllinazione di 97,4° rispetto all’equatore destinata a Kanopus-V-IK, che si è separato alle 9.38 (ora italiana).
Con altre due accensioni il Fregat si è innalzato, dopo un’ora e venti, alla quota massima prevista per la missione, di poco superiore ai 600 km. Qui, su una traiettoria sostanzialmente circolare, inclinata di 97,6°, è iniziato il rilascio dei primi 24 tra micro e nanosatelliti. La manovra, compiuta in due fasi con una breve pausa, ha richiesto 25 minuti: poco più di un satellite al minuto.
Altre due accensioni hanno fatto ridiscendere il veicolo a 480 km per disseminare, in 22 minuti, ossia al ritmo di un satellite ogni 28,5 secondi, gli ultimi 48 cubesat. Dieci minuti dopo la fine di questa operazione, il Fregat ha effettuato la settima accensione per il rientro distruttivo sopra l’Oceano Indiano, che si è compiuto, secondo quanto dichiarato ufficialmente da Roscosmos, quando in Italia erano le 17.18.
Kanopus-V-IK
Come si è detto, l’obiettivo principale della missione era la messa in orbita del secondo elemento della costellazione Kanopus-V (la V sta per “Vulkan”), una famiglia di satelliti realizzati da NPO VNII Elektromekhaniki (abbreviato nella sigla VNIIEM) per conto di Roscosmos e destinati l’osservazione della terra a scopi civili, quali la cartografia, il controllo dell’uso del suolo e delle risorse e il monitoraggio dell’ambiente e dei disastri naturali.
Kanopus-V-IK mentre viene preparato per l’installazione sul modulo Fregat. Credit: Roscosmos
Il primo satellite di questo tipo (Kanopus-V-1) è stato lanciato il 22 luglio del 2012. Il secondo, originariamente destinato ad essere collocato nello spazio nel 2013, è stato più volte rinviato e successivamente modificato, diventando l’attuale Kanopus-V-IK, dove IK sta per “Infra Krasny”, ossia infrarosso. Infatti, ai tre payload di cui era originariamente dotato (una camera pancromatica, con una risoluzione di 2,5 m e due sistemi di ripresa multispettrale) è stato aggiunto un sensore ad infrarosso, per il rilevamento di incendi con risoluzione di 5 m ed altre applicazioni. Il potenziamento non ha modificato di molto la massa, che al momento del lancio ammontava a 473 kg.
La costellazione doveva comprendere anche un Kanopus-ST per l’osservazione degli oceani, ma il satellite, lanciato nel 2015, è andato perduto a causa della mancata separazione dallo stadio superiore (in questo caso un Volga). L’agenzia spaziale russa ha comunque ribadito anche di recente l’intenzione di mettere in orbita quanto prima gli altri elementi: Kanopus-V 3 e 4 sono in programma per la fine del 2017 (gli unici lanci dell’anno che dovrebbero essere effettuati dal cosmodromo di Vostochny). Il quinto e il sesto dovrebbero arrivare nel 2018.
Il payload secondario
Il modulo Fregat il truss, su cui sono stati installati i microsatelliti e i deployer dei cubesat. Credit: Roscosmos
Come mostra la tabella, i 72 compagni di viaggio di Kanopus, comprendevano 5 microsatelliti (con peso compreso tra 15 e 120 kg), 7 cubesat di formato 6U (ossia della misura standard di 30x20x10 cm), 59 cubesat di formato 3U (30x10x10 cm) e un solo cubesat “classico” da 10x10x10 cm.
| Satellite | Quantità | Dimensioni | Nazionalità |
| Flying Laptop | 1 | 120 kg | Germania |
| WNISAT-1R | 1 | 40 kg | Giappone |
| NORSAT-1 | 1 | 30 kg | Norvegia/Canada |
| NORSAT-2 | 1 | 15 kg | Norvegia/Canada |
| TechnoSat | 1 | 18 kg | Germania |
| CICERO | 3 | cubesat 6U | USA |
| Corvus-BC | 2 | cubesat 6U | USA |
| MKA-N | 2 | cubesat 6U | Russia |
| Dove/Flock-2k | 48 | cubesat 3U | USA |
| Lemur-2 | 8 | cubesat 3U | USA |
| NanoACE | 1 | cubesat 3U | USA |
| Mayak | 1 | cubesat 3U | Russia |
| Iskra-MAI-85 | 1 | cubesat 3U | Russia |
| Ekvador UTE-YuZGU | 1 | cubesat 1U | Russia/Equador |
Dal punto di vista delle nazionalità, la parte del leone è quella degli Stati Uniti e non è un caso: sono solitamente statunitensi le aziende che più frequentemente acquistano lanci per collocare in orbita polare nanosatelliti per la ripresa di immagini nel nostro pianeta. Tra queste la leadership spetta sicuramente a Planet Labs che, tra il 2014 ed oggi, ha messo insieme una flotta di ben 190 satelliti, che include anche i RapidEye e gli SkySat acquisiti da altri operatori, ma che è principalmente costituita da cubesat 3U “Dove”. 48 di questi, denominati Flock-2k, sono stati posizionati con il lancio del 14 luglio. Planet è ora in grado di commercializzare immagini della terra riprese più volte nell’ambito dello stesso giorno.
Uno dei satelliti Dove di Planet. Credit: Planet Labs
Sulle orme di Planet, ma su scala più ridotta, si muove Astro Digital, che ha lanciato i suoi due primi Corvus-BC, destinati a comporre una flotta di 30, mentre altre due società californiane, Spire Global e GeoOptic focalizzano la propria attività sulla meteorologia. Gli otto Lemur-2 della prima e i tre CICERO (Community Initiative for Cellular Earth Remote Observation) della seconda, presenti in questo volo, sono elementi di costellazioni di cubesat in grado di raccogliere dati sull’atmosfera esaminando la propagazione e l’eventuale occultazione dei segnali GPS.
Le ambizioni di Glavkosmos
Negli ultimi anni questo tipo di aziende si stanno moltiplicando e la richiesta di lanci per piccoli satelliti e cubesat è in ampia crescita. Glavkosmos, la società di Roscosmos che si occupa della commercializzazione dei voli su Sojuz – e che ha recentemente concluso una join venture con Kosmotras (che gestiva il Dnepr LV) – sta esplicitamente puntando a questo mercato.
“Il nostro obiettivo – ha dichiarato in una recente intervista Denis Lyskov, direttore generale di Glavkosmos – è conquistare il 50% del mercato dei lanci in orbita bassa di piccoli satelliti.” In questo momento “i nostri principali competitor sono prima di tutto l’India, con il suo PSLV e Arianespace con Vega. Negli USA ci sono società emergenti che stanno sviluppando nuovi lanciatori leggeri o superleggeri – il riferimento è a Rocket Lab con il suo Electron, ma anche a Vector ed altri – ma saranno nostri concorrenti solo in futuro”.
I tecnici di Glavkosmos osservano il payload che sta per essere inserito nel fairing. Credit: Glavkosmos
Il primo passo concreto sarà quello di battere l’India. Proprio per questo Glavkosmos ha intenzione di gestire almeno una missione all’anno verso l’orbita polare eliosincrona, destinazione che attualmente, dal punto di vista commerciale, è di fatto monopolizzata dal lanciatore di IRSO.
Nel 2017 i voli potrebbero essere tre, perché oltre a quello del 14 luglio, avranno la medesima meta i lanci di dicembre di Kanopus 3 e 4; anch’essi avranno un ampio accompagnamento di payload secondari.
Il “caso” Mayak
Insieme a Kanopus non sono stati collocati nello spazio solo micro e nanosatelliti commerciali, come quelli che abbiamo citato, ma anche dimostratori tecnologici e altri oggetti sperimentali di vario genere. Tra questi, ha fatto particolarmente parlare di sé il cubesat 3U Mayak, parola russa per “faro”.
La prima particolarità del progetto sono i suoi realizzatori: un gruppo indipendente denominato Tvoii Sektor Kosmosa, “Il tuo settore di spazio”, guidato da Alexander Shaenko, un giovane ingegnere aerospaziale che ha lavorato al razzo Angara. Questi appassionati hanno trovato la collaborazione dell’Università di Mosca ma, soprattutto, sono riusciti a finanziarsi attraverso il crowdfunding su boomstarter.ru (la versione russa di Kickstarter). In questo modo Mayak ha raggranellato ben più del milione e mezzo di rubli auspicati, arrivando a 1.993.146 rubli (più di 29.800 Euro). Contando altre sponsorizzazioni – che sembranto tutte provenire dal mondo russo – la somma completa raccolta ammonta all’equivalente di 57.500 Euro.
Alexander Shaenko intervistato nella clean room di Bajkonur, mentre provvede alla preparazione di Mayak. Il cubesat è sul tavolo alla sua sua sinistra. Credit: Roscosmos
Mayak, che è entrato in orbita alle 11.15 di venerdì, nelle prossime ore dovrà dispiegare una “vela” a forma di tetraedro, con un spigoli di 2,75 m e lati di 4 m2 di superficie. Lo scopo ufficiale dell’operazione è sperimentare una tecnica di deorbiting che consentirebbe ad un satellite, giunto al termine della sua vita, di rendere più rapido il decadimento dell’orbita, dal momento che la vela offre una superficie più grande all’urto delle particelle atmosferiche ancora presenti nell’orbita bassa, con un conseguente rallentamento. In realtà, però, – e questa è la seconda peculiarità che ha dato rilievo al progetto – la vela è realizzata in materiale fortemente riflettente che, esposto al sole in particolari condizioni, la renderà rederà visibile in cielo anche ad occhio nudo: un “faro” in senso letterale.
Rappresentazione artistica di Mayak, in basso a destra, con la sua vela luminosa. Credit: cosmomayak.ru
I creatori di Mayak, anche per ragioni di marketing ai tempi del crowdfunding, hanno puntato parecchio sulla popolarità dello slogan “accendi la tua stella in cielo”, attirandosi un duplice biasimo degli astronomi che, da una parte, contestano come ampiamente sovrastimate le previsioni teoriche di un piccolo satellite che brillerà come un oggetto di magnitudo -10, diventando il terzo oggetto più luminoso in cielo dopo sole e luna, dall’altra vedono nel “faro” un e inutile ulteriore elemento di disturbo alle loro osservazioni. Ecco, per esempio, che cosa ha twittato Jonathan McDowell dell’Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics:
To be honest, I find the mag -10 claim implausible for such a small satellite, given that the enormous ISS, albeit not as shiny, only -1
— Jonathan McDowell (@planet4589) June 28, 2017
Quanto sarà davvero luminoso Mayak? Letteralmente: staremo a vedere.
Video del lancio di Kanopus-V-IK (Credit: Roscosmos)
Video di presentazione del progetto Mayak
