Esplorazione

Le fasi di avvicinamento e di attracco di Soyuz alla ISS

Le fasi di avvicinamento e di attracco di Soyuz alla ISS

Elia Magrinelli

settembre 16th, 2015

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Questo video dell’ESA gli astronauti Paolo Nespoli, George De Winne e Luca Parmitano, raccontano la loro esperienza e le manovre necessarie per l’avvicinamento del modulo Soyuz alla Stazione Spaziali Internazionale (ISS) dopo che il primo ha lasciato l’orbita terrestre. Per il video contenente la spiegazione del lancio del Soyuz, seguite il seguente link.

Una volta che il modulo Soyuz esce dall’attrazione gravitazionale terrestre il suo viaggio continua per raggiungere al ISS, in orbita a 400 km di altitudine completando una rivoluzione intorno alla Terra ogni 90 minuti. La sua traiettoria è costante e leggermente fuori asse rispetto all’equatore, Considerando che la terra continua a ruotare la traiettoria dell’SSI proiettata sulla Terra forma una serie di curve che si ripetono intersecandosi. Il centro di controllo di terra dell’ESA può calcolare in anticipo la posizione dell’ISS per decidere il momento opportuno per il lancio della Soyuz.

Il modo più efficiente per lanciare il Soyuz è di effettuare il lancio poco dopo che la ISS sia passata sopra il centro di controllo Cosmodrome di Baikonur. Questo approccio permette di impiegare solamente 6 ore dalla partenza all’attracco. La finestra di tempo necessaria è però molto corta e se per qualsiasi ragione non fosse possibile lanciare in tempo la manovra di approccio all’ISS diventa di 2 giorni, come è successo anche nel lancio del Marzo 2014. 

L’altitudine alla quale inizia la manovra di approccio tra il Soyuz e l’ISS inizia con il modulo ad un altitudine di 220 km, a 200 km di distanza in altitudine dalla stazione. Dall’orbita iniziale il modulo Soyuz raggiunge una seconda orbita intermedia nella quale raggiungerà la posizione ottimale rispetto a quella dell’ISS. Per arrivare a questa seconda orbita il modulo utilizza il suo motore in due momenti, una prima volta per uscire dall’orbita di inserzione ed una seconda volta per raggiungere la velocità necessaria per restare nella seconda orbita, manovra chiamata trasferimento di Hohmann. Durante il tempo necessario a raggiungere l’ISS gli astronauti hanno a disposizione i 3 moduli del Soyuz: il modulo orbitale, contenente letti, scorte di cibo e acqua, servizi igienici, il modulo di discesa, che servirà al rientro e contiene i sistemi di controllo ed il modulo degli instrumenti.

Il secondo passaggio di orbita, da quella intermedia a quella dell’ISS avviene tramite la manovra bi-ellittica. Questa manovra prevede una prima accelerazione passando alla velocità di un’orbita superiore, poi una seconda accelerazione che permette al modulo di uscire dalla prima orbita e quindi una terza accelerazione che porta il modulo non solo all’orbita dell’ISS ma anche alla velocità corretta. Questo trasferimento è calcolato per avvenire in modo da entrare nella stessa orbita dell’ISS senza impattarla, obiettivo che viene raggiunto anche tramite una leggera inclinazione laterale della traiettoria del Soyuz.

Le successive fasi di avvicinamento avvengono in modo automatizzato tramute i sistemi radar ed i computer del Soyuz e dell’ISS. Gli astronauti sono comunque addestrati ad effettuare manualmente le fasi di approccio in caso di malfunzionamento. Con l’avvicinarsi del modulo alla stazione ad una distanza di 400 metri inizia la fase del Fly-around (volare intorno): il modulo si avvicina a velocità sempre minore senza puntare direttamente al luogo di attracco che viene inquadrato a 150m di distanza. Una volta allineato col portello avviene l’approccio finale, che porta al contatto, avvenuto il quale, Soyuz ritrae lentamente la sonda di aggancio attraccata al portello dell’ISS, avvicinando il modulo e la stazione. A questo punto si attivano 8 uncini in grado di sopportare ciascuno fino a 16 tonnellate. Prima dell’apertura del portello vengono verificati diversi sistemi di depressurizzazione e vuoto che aiutano l’adesione tra il modulo e la stazione, procedura che richiede circa 1/2 ore. Solo allora sarà possibile aprire il portello per iniziare il soggiorno dei nuovi astronauti nella ISS.

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