La Dragon di Crew-9 si sposta per far spazio ad un’altra Dragon
Intorno all’ora di pranzo italiano del 3 novembre 2024, la Crew Dragon Freedom con a bordo Nick Hague, Aleksandr Gorbunov, Sunita Williams e Barry Wilmore si è staccata in autonomia dal portellone frontale (forward) del modulo Harmony, quello situato in testa alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) considerando il movimento intorno alla Terra, per ricollocarsi a quello rivolto verso lo spazio (zenith). La manovra si è resa necessaria per permettere l’attracco nel pomeriggio italiano del 5 novembre della Cargo Dragon seriale C208 della missione CRS-31, il cui lancio è avvenuto lo stesso giorno alle 03:29.
L’equipaggio di Crew-9 e gli altri membri di Expedition 72 si sono svegliati circa quattro ore prima, quando in Italia erano le 08:00. I quattro sono poi entrati nella Dragon alle 09:30 circa e l’equipaggio rimasto a bordo della Stazione ha chiuso il portellone intorno alle 10:10. Nonostante si tratti di una manovra di riposizionamento, l’equipaggio e i team hanno eseguito tutte le procedure solitamente previste per un rientro a Terra, nel caso ci fossero stati problemi e fosse stato impossibile attraccare nuovamente: i quattro hanno quindi indossato le tute intraveicolari ed effettuato i controlli per verificare l’assenza di aria tra la Dragon e la Stazione, nello spazio noto in termini tecnici come vestibolo.
Il comando per l’undocking è stato inviato alle 12:30, con il distacco che è avvenuto circa 5 minuti dopo: questo lasso di tempo è necessario affinchè i 12 ganci che mantengono ancorata la capsula alla Stazione si ritraggano e si stacchino i cavi che forniscono alimentazione e comunicazioni, i cosiddetti umbilicals. Due piccole accensioni dei motori Draco, note come undocking burn, hanno poi fisicamente staccato la Dragon dalla ISS e iniziato la manovra di ricollocamento, che prevede l’allontamento della Dragon fino a 60 m dalla Stazione, una serie di controlli, e la transizione verso l’altra porta di attracco. Una volta allineata con quest’ultima, la procedura è identica a quella di un normale attracco, come se la Dragon fosse stata lanciata qualche ora prima. L’intero processo è completamente automatico e gestito dal computer di bordo della Dragon, che utilizza una serie di sensori per mantenere la Stazione all’interno del proprio campo di vista. Agli astronauti è data comunque la possibilità di intervenire in caso di problemi.
Precedenti
Il ricollocamento di una Crew Dragon non è una novità: da quando è stata effettuata la prima missione di lunga durata della capsula, nel novembre 2020, ci sono state ben 5 manovre di riposizionamento. La prima volta in assoluto è coincisa con la prima missione operativa, il 2 maggio 2021, quando Crew-1 si è riposizionata per fare spazio all’imminente arrivo di Crew-2. A sua volta la Dragon Endeavour di quella missione effettuò poi la stessa manovra il 21 luglio 2021 per permettere l’attracco della capsula Starliner di Boeing e lo svolgimento del secondo test senza equipaggio (Orbital Flight Test 2, OFT-2), dopo il fallimento del primo. Problemi alla capsula avrebbero poi fatto slittare il lancio fino al maggio 2022. Anche per Crew-8 il riposizionamento della Dragon, effettuato il 2 maggio 2024, si è reso necessario per permettere l’arrivo di un’altra capsula Starliner, questa volta però per la prima missione con equipaggio della navetta, il Crew Flight Test: a bordo c’erano Wilmore e Wiliams partiti, dopo qualche piccolo ritardo, il 5 giugno.
Nel caso di Crew-6 la manovra si era invece resa necessaria per permettere l’arrivo di una Cargo Dragon e il recupero del payload installato nel trunk, la sezione non pressurizzata. A differenza degli altri ricollocamenti il percorso seguito è stato l’opposto, dal portellone zenith a quello forward, in quanto la maggior parte dei carichi installati nel trunk può essere raggiunto dai bracci robotici solo quando le Dragon sono attraccate al portellone rivolto verso lo spazio.
Può quindi sembrare strano che Freedom sia stata ricollocata su un portellone solitamente utilizzato dalle Cargo Dragon: la motivazione, data in anticipo dal nostro Vincenzo Chichi, riguarda la necessità da parte di SpaceX di comcinciare a raccogliere dati con le Cargo Dragon per lo sviluppo dello United States Deorbit Vehicle, il cui design riprenderà molti elementi di una Dragon. La notizia è stata poi confermata in serata durante una teleconferenza dedicata alla partenza di CRS-31.
Sebbene la Dragon C208 abbia un piccolo payload installato nel trunk, la massa e verosimilmente le dimensioni (NASA non fornisce ulteriori dettagli) sono tali da poter usare DEXTRE, un’estensione del braccio robotico in uso sulla Stazione. In questo modo la Cargo Dragon potrà essere usata per innalzare l’orbita della Stazione, una prima assoluta per il veicolo: durante la teleconferenza è stato detto che verranno accesi per 12 minuti i motori Draco del modulo di servizio, ma non sono stati forniti numeri in termini di Δv da raggiungere. La dimostrazione è prevista per l’8 novembre.
Evoluzione nell’occupazione dei vari portelloni e in generale dei veicoli attraccati alla ISS
Il prossimo distacco
Per Williams e Wilmore si è trattato della prima esperienza sui seggiolini della Dragon: i due erano infatti arrivati a bordo della ISS con la capsula Starliner di Boeing per svolgere la prima missione con equipaggio, completare il processo di certificazione e permettere l’entrata in servizio a regime della navetta. Problemi ai propulsori e perdite di elio avevano costretto a continui posticipi del rientro e indotto l’agenzia spaziale americana (NASA) a dichiarare più sicuro un rientro senza equipaggio di Starliner e l’estensione della permanenza a bordo di Wilmore e Williams. Come conseguenza, il loro rientro sarebbe avvenuto con la successiva missione con equipaggio da parte di SpaceX, nel frattempo ridotta da quattro a due membri proprio per questo motivo: Stephanie Wilson e Zena Cardman, rispettivamente specialista di missione e comandante della missione, sono state rimosse dall’equipaggio e verranno riassegnate a future missioni.
La prossima volta che Freedom si staccherà dalla Stazione sarà quindi per riportare i quattro astronauti a Terra. Il rientro è previsto per febbraio 2025, con l’ammaraggio al largo della costa ovest degli Stati Uniti, il primo in assoluto per una Crew Dragon in quest’area: la scelta è stata in qualche modo obbligata dal rinvenimento di grossi pezzi del trunk a Terra e alla necessità di cambiare il profilo di rientro e di distacco di questo componente dalla Dragon.
L’altra Dragon in arrivo
Come detto, il riposizionamento di Freedom si è reso necessario per permettere l’arrivo della Dragon C208, che svolgerà la quinta missione di rifornimento per la ISS, la trentunesima complessiva di una Cargo Dragon diretta verso la Stazione e l’undicesima del programma Commercial Resupply Services 2 (CRS-2) della NASA, estensione del primo Commercial Resupply Services. Si tratta di due programmi che l’agenzia aveva inaugurato e che prevedevano l’appalto ad aziende private dello sviluppo di capsule per il trasporto di materiale, con l’obiettivo di ridurre i costi e trovare soluzioni innovative.
La Dragon, che in precedenza era stata utilizzata per le missioni CRS-21, 23, 25 e 28, è stata lanciata dal pad 39A del Kennedy Space Center (KSC) in Florida, negli Stati Uniti d’America, da un Falcon 9 seriale B1083, anch’esso al quinto volo, dopo aver servito Crew-8, Starlink 6-48 Starlink 6-56 e Polaris Dawn. Dalla teleconferenza dedicata alla missione è stato reso noto che la capsula è stata rilasciata circa 145 secondi prima del solito, dopo lo spegnimento del secondo stadio: si tratta di un’ottimizzazione a cui è stato possibilie arrivare dopo aver analizzato i diversi voli effettuati dal Falcon 9 e che ai fini pratici permette una miglior gestione del carburante. Il profilo di avvicinamento della Dragon verso la ISS e del primo stadio del Falcon 9 verso la Landing Zone 1 (LZ-1), la piazzola di recupero vicino al pad, non sono stati alterati da questa modifica. L’arrivo è previsto per le 14:45 del 6 novembre: come per le capsule con equipaggio, l’attracco sarà gestito in maniera automatica, ma ci saranno Wilmore e Hague a sorvegliare l’intera procedura.
A bordo della capsula ci saranno 2 762 kg di materiale e provviste, di cui 327 kg nella sezione non pressurizzata e 2 435 kg in quella pressurizzata, a loro volta divisi quasi equamente tra rifornimenti per l’equipaggio e investigazioni scientifiche (rispettivamente 961 kg e 917 kg), 171 kg di attrezzatura per le attività extraveicolari (EVA), 238 kg di hardware per la Stazione e 20 kg di risorse per i computer. Tra le varie componenti portate sulla ISS dalla Dragon figurano pezzi di riserva per macchinari come le pompe o dispositivi di erogazione dell’ossigeno in condizioni di emergenza, ma anche filtri per l’acqua che devono essere periodicamente sistemati.
Al ritorno a Terra, fra circa un mese, la Dragon porterà, oltre agli esperimenti scientifici che si sono nel frattempo conclusi, anche dell’hardware che deve essere ispezionato e riparato, come ad esempio catalizzatori, spugne per l’etilene o container particolari per gli esperimenti.
Gli esperimenti scientifici a bordo provengono invece dai settori più disparati, come ad esempio l’analisi delle muffe quando esposte alla radiazione solare fino alla misura del vento solare, ma anche la riparazione usando la saldatura a freddo o allo sviluppo di tecniche di gestione degli incendi in microgravità.
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