La NASA inizia i test sui prototipi abitativi per il Gateway

Gli astronauti della NASA Frank Rubio, Shannon Walker, Raja Chari and Stephanie Wilson hanno iniziato lo scorso 25 marzo 2019 presso il KSC, i test sul prototipo di habitat per lo spazio profondo proposto dalla Lockheed Martin. Credits: NASA/Kim Shiflett

Nel corso dei prossimi mesi, l’ente spaziale americano condurrà una serie di test a terra su cinque prototipi di habitat ideati per lo spazio profondo.

I mockup, costruiti da cinque diverse compagnie statunitensi, offrono differenti soluzioni sulle modalità in cui gli astronauti potranno vivere e lavorare a bordo del Gateway, il primo avamposto progettato per stare in orbita attorno alla Luna, fornendo le fondamentali infrastrutture necessarie all’esplorazione e alle dimostrazioni scientifiche e tecnologiche sul suolo lunare.

La NASA non intende selezionare ora uno dei prototipi, piuttosto i risultati di questi test le saranno molto di aiuto per valutare gli standard progettuali, le interfacce comuni ed i requisiti per un futuro modulo abitativo americano destinato al Gateway, riducendo i rischi per i sistemi di volo.

“Questi test, sono stati formulati in modo tale da permetterci una comparazione in parallelo delle differenti ed innovative soluzioni formulate dall’industria americana,” ha spiegato Marshall Smith, responsabile dei programmi di esplorazione lunare presso il quartier generale della NASA di Washington. “Se da una parte non richiederemo uno specifico progetto quando dovremo realizzare l’habitat americano, dall’altra saremo in grado di entrare nella fase di appalto correndo molti meno rischi grazie alle conoscenze guadagnate con queste prove di valutazione.”


L’astronauta della NASA Raja Chari passa attraverso il portello di accesso del prototipo di habitat per lo spazio profondo proposto dalla Lockheed Martin presso il Kennedy Space Center della NASA in Florida, lo scorso 25 marzo 2019. Credits:
NASA/Kim Shiflett

Per svolgere questi test, la NASA ha organizzato un apposito team scegliendo fra le professionalità dei suoi vari centri sparsi per il paese e fra quelle provenienti dall’industria. Ingegneri e tecnici analizzeranno le capacità degli habitat e il rendimento offerto dai vari prototipi, mentre gli esperti di fattore umano prenderanno in considerazione la configurazione e l’ergonomia per ottimizzare l’efficienza e la performance. Nel corso dei test, i futuri flight operator del Gateway del Johnson Space Center di Houston raccoglieranno i flussi di telemetria live da ciascun prototipo. Essi monitoreranno le performance degli habitat e supporteranno le attività realistiche della missione mentre gli astronauti eseguiranno procedure legate alla quotidianità all’interno di ogni prototipo, fornendo i loro punti di vista come potenziali membri dell’equipaggio che un giorno potrebbe vivere e lavorare a bordo del Gateway.

Oltre all’involucro fisico, ciascuna compagnia ha allestito il proprio prototipo con i servizi di base per il supporto della presenza umana nel corso delle spedizioni verso lo spazio profondo, inclusi il controllo ambientale ed i sistemi di supporto vitale, l’avionica, le zone dedicate al riposo, gli equipaggiamenti per l’esercizio fisico e le zone comuni.

I prototipi

La partnership NextSTEP ha avuto inizio nel 2015 con quattro compagnie che avevano terminato una fase di studi e di valutazioni durata un anno. Questi studi hanno poi fornito le basi per lo sviluppo dei prototipi che è andato dal 2016 al 2018, quando il totale delle aziende che hanno fornito le proposte è salito a cinque. Di seguito offriamo l’elenco dei cinque prototipi ai quali si unisce lo studio di un sesto habitat fornito dalla NanoRacks.

Lockheed Martin – Test presso il Kennedy Space Center in Florida

Il prototipo della Lockheed Martin è basato sul Multi Purpose Logistics Module (MPLM), che ha fornito i suoi servizi logistici all’International Space Station. Il progetto include uno spazio riconfigurabile in grado di supportare una varietà di missioni, oltre alla possibilità di prototipare l’hardware e di svolgere verifiche sul software durante il test. In un recente articolo di AstronautiNEWS viene fornita una breve descrizione della proposta della Lockheed Martin.

La proposta della Lockheed Martin. Credits: Lockheed Martin

Northrop Grumman – Test presso il Johnson Space Center di Houston, Texas

Il prototipo della Northrop Grumman fa leva sul progetto della capsula cargo Cygnus che fornisce rifornimenti all’International Space Station. La Cygnus è in servizio dal 2013 ed è in fase di abilitazione per il volo abitato. Questo mockup di habitat ha lo scopo di fornire un ambiente confortevole ed efficiente, con differenti possibilità di configurazione interna.

La proposta di habitat della Northrop Grumman. Credits: Northrop Grumman

Boeing – Test presso il Marshall Space Flight Center di Huntsville, Alabama

Il fattore chiave legato alla progettazione dell’Exploration Habitat Demonstrator della Boeing, è l’utilizzo dell’esperienza guadagnata dai suoi ingegneri nella progettazione di hardware per la Stazione Spaziale Internazionale. La multinazionale di Chicago è stata nominata appaltatrice del progetto ISS nel 1993, e da allora ha fornito diversi elementi per la Stazione Spaziale. Il suo dimostratore sfrutta diversi elementi provenienti dall’ultradecennale lavoro svolto per l’ISS con una particolare attenzione all’ottimizzazione del volume interno, con la disponibilità di aree isolate in grado di offrire la possibilità di usare diverse tipologie di atmosfere per i vari payload, senza andare ad impattare sull’atmosfera della cabina.


Una rappresentazione artistica della proposta della Boeing. Credits: Boeing

Sierra Nevada Corporation – Test presso il Johnson Space Center di Houston, Texas

Il Large Inflatable Fabric Environment (LIFE) della Sierra Nevada è stato progettato per venire lanciato in configurazione “sgonfia”, per poter essere gonfiato nello spazio. Il punto di forza degli habitat espandibili, o gonfiabili, è che nella loro configurazione finale sono in grado di offrire uno spazio abitabile maggiore rispetto agli habitat in struttura rigida, in quanto questi ultimi hanno il limite delle dimensioni e dei pesi dettati dal sistema di lancio. Il prototipo LIFE nella sua configurazione gonfiata ha un diametro di 8,2 m e simula una zona abitabile di tre piani.

Il concept di Sierra Nevada. Credits: Sierra Nevada

Bigelow Aerospace – Test presso Bigelow Aerospace, North Las Vegas, Nevada

Il prototipo B330 è un modulo espandibile che si gonfia nello spazio e, come suggerisce il nome, fornisce 330 metri cubi di spazio abitabile. Nel 2015 la Bigelow ha inviato sull’ISS il Bigelow Expandable Activity Module (BEAM), che è stato gonfiato dagli astronauti utilizzando aria compressa. Il BEAM ha completato un periodo dimostrativo di due anni nelle condizioni provanti dello spazio orbitale. Di seguito la NASA ne ha esteso la missione sulla Stazione trasformandolo in una unità di stoccaggio.

L’habitat ideato dalla Bigelow. Credits: Bigelow

NanoRacks – Studio Preliminare

La NanoRacks ha proposto un’altra idea per massimizzare il volume abitabile per gli astronauti del Gateway. La compagnia intende rifornire e riutilizzare il volume di un serbatoio usato da parte di un vettore, sfruttando il vuoto spaziale per evacuarne i residui di propellente. L’azienda di Webster, Texas, ha completato uno studio di fattibilità delineando il concept e di seguito prevede di sviluppare dei prototipi a grandezza naturale per dimostrare lo sviluppo robotico, l’integrazione dei sistemi e degli allestimenti al fine di convertire il serbatoio in un habitat per lo spazio profondo.

Lo studio di NanoRacks. Credits: NanoRacks

Ingegneria operativa guidata

“Questo approccio alla prototipazione ci permette di progettare, costruire, testare e rifinire l’habitat molto prima che venga sviluppata la versione finale,” ha detto l’astronauta della NASA Mike Gernhardt, Principal Investigator per la serie di test sui prototipi. “Stiamo usando questo approccio di ingegneria operativa guidata, per ottenere in anticipo la comprensione di cosa ci servirà esattamente per la missione, riducendo perciò rischi e costi.”

Con questo approccio, i costruttori, gli operatori, e gli utilizzatori futuri del Gateway lavorano assieme per valutare i progetti in anticipo ed in maniera completa, e questo aiuterà la NASA a tornare sulla Luna il più presto possibile.

Il Gateway sarà una casa ed un ufficio temporaneo per gli astronauti in una zona dello spazio mai raggiunta prima dagli esseri umani, e sarà una base per le spedizioni sulla superficie selenica e per le future missioni su Marte. L’approccio di NextSTEP sostiene la leadership americana nello spazio, ed aiuterà a veicolare una architettura lunare aperta, sostenibile ed agile.

Fonte: NASA

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Luca Frigerio

Impiegato nel campo delle materie plastiche e da sempre appassionato di spazio, basket e birra. E' iscritto a forumastronautico.it dal Novembre 2005 e da diversi anni sfoga parte della sua passione scrivendo per astronautinews.it. E' consigliere dell'Associazione Italiana per l'Astronautica e lo Spazio (ISAA)