Uno sguardo al 2021 astronautico

Credif: NASA/JPL-Caltech

Dopo aver ripercorso gli avvenimenti principali del 2020 astronautico, diamo un’occhiata a quello che ci aspetta nell’anno in corso. È vero, lo diciamo ogni anno, ma il 2021 sarà veramente interessante per l’esplorazione spaziale.

Oltre a due nuove missioni di astronauti europei, la ISS potrebbe vedere sia il primo allargamento del lato russo da diversi anni a questa parte, sia l’arrivo di una nuova capsula americana con equipaggio, la CST-100 Starliner di Boeing. Sarà anche probabile un nuovo afflusso di turisti spaziali. Infine, potrebbe esserci una nuova stazione spaziale cinese e potrebbe prendere il via l’ambizioso programma lunare della NASA, Artemis.

La Stazione Spaziale Internazionale

L’anno scorso sono finalmente cominciati i voli commerciali americani verso la ISS, ma il calendario delle Expedition future resta sempre molto incerto. Parte di questa incertezza riguarda l’inizio dei voli operativi della navetta di Boeing, la CST-100 Starliner. L’aumento dell’offerta di trasporto per la stazione spaziale andrà a creare nuove opportunità per astronauti non professionisti, anche se la prima missione completamente dedicata al cosiddetto turismo spaziale, quella di Axiom, non avverrà prima del 2022.

L’anno è cominciato con sette astronauti in orbita sulla ISS che compongono l’Expedition 64: l’equipaggio della Sojuz MS-17 (Sergej Ryžikov, Sergej Kud’-Sverčkov e Kathleen Rubins) e quello della missione SpaceX Crew-1 (Michael Hopkins, Victor Glover, Shannon Walker, Soichi Noguchi), arrivati sulla prima Crew Dragon operativa. Ad aprile potrebbe esserci l’attracco della capsula CST-100 Starliner, di Boeing, al secondo volo dimostrativo senza equipaggio. Sempre ad aprile avverranno anche i primi avvicendamenti, con il rientro della Sojuz MS-17 e l’arrivo della Sojuz MS-18 con a bordo Oleg Novickij, Pëtr Dubrov e Sergej Korsakov. In realtà quest’ultimo equipaggio potrebbe essere rivisto in base a recenti accordi tra NASA e Roskosmos. Ci potrebbe essere infatti uno scambio di posti, con un astronauta americano che andrebbe a sostituire Korsakov. L’astronauta più probabile, al momento, è Mark Vande Hei, che ha fatto da backup a Kathleen Rubins. Questo significa anche che un cosmonauta russo volerà su una navetta americana.

Rendering di CST-100 Starliner che attracca sulla ISS. Credit: ISAA/@RaffaeleDiPalma

Anche le nuove capsule Dragon si daranno il cambio ad aprile con l’arrivo di SpaceX Crew-2 (Shane Kimbrough, Megan McArthur, Akihiko Hoshide e l’astronauta europeo Thomas Pesquet).

Sarà proprio questo equipaggio, se tutto va bene, a vedere la prima espansione della stazione da un po’ di tempo a questa parte. A luglio, infatti, dovrebbe arrivare il nuovo modulo russo Nauka, che andrà a rimpiazzare il modulo Pirs dopo anni di rinvii. Con il nuovo laboratorio di ricerca russo arriverà anche ERA (European Robotic Arm), cioè il braccio robotico sviluppato dall’ESA.

Rendering di Nauka, il nuovo modulo della ISS. Credit: ISAA/@RaffaeleDiPalma

A meno di problemi nel volo dimostrativo senza equipaggio, a fine settembre potrebbe esserci la prova generale con astronauti per la capsula di Boeing, con la missione CFT (Crew Flight Test), che porterà sulla ISS gli astronauti Barry Wilmore, Michael Fincke e Nicole Aunapu Mann. Poco dopo ci sarà l’ultimo avvicendamento dell’anno, con SpaceX Crew-3 (Raja Chari, Thomas Marshburn, l’astronauta europeo Matthias Maurer e un quarto astronauta il cui nome non è ancora stato annunciato) al posto di Crew-2 e la Sojuz MS-19, che arriverà qualche giorno prima della partenza della Sojuz MS-18. L’equipaggio di questa Sojuz è ancora incerto, ma la missione dovrebbe essere comandata da Anton Škaplerov che accompagnerà una coppia di turisti spaziali. Questi ultimi dovrebbero essere il regista Klim Šipenko e un’attrice di Pervyj kanal, il primo canale pubblico della televisione russa. I due torneranno a Terra qualche giorno dopo sulla Sojuz MS-18 dopo aver girato un film sulla ISS, prendendo il posto di Dubrov e Korsakov sulla navetta in partenza.

Un altro volo simile dovrebbe avvenire a fine anno, con la Sojuz MS-20 comandata dal veterano Aleksandr Misurkin che porterà sulla ISS due turisti spaziali che proveranno questa avventura grazie ai servizi offerti da Space Adventures, la stessa società che ha portato sette astronauti non professionisti sulla ISS dal 2001 al 2009. Uno dei due passeggeri dovrebbe essere l’austriaca Johanna Maislinger. Se tutto andrà bene nel volo dimostrativo di Boeing, prima della fine dell’anno potrebbe arrivare la prima missione operativa della capsula CST-100, Boeing Starliner-1, con a bordo Sunita Williams, Josh Cassada, Jeanette Epps e Koichi Wakata.

Oltre ai due voli senza equipaggio già citati, quello di Nauka e di Boeing CFT-2, nel 2021 potrebbe anche avvenire il lancio di Pričal, un modulo russo che verrà agganciato a Nauka e offrirà nuovi punti di attracco alla ISS. Continueranno, inoltre, i numerosi voli cargo che riforniranno la stazione di acqua, cibo, propellenti ed esperimenti scientifici. Sono previsti tre voli della capsula Progress: MS-16, 17 e 18. La prima ha attraccato qualche giorno fa, il 17 febbraio, mentre la seconda avrà anche il compito di portarsi via il modulo Pirs per fare spazio a Nauka. Il programma commerciale americano CRS-2 prevede tre voli della Dragon, SpaceX CRS-22, CRS-23 e CRS-24 e due della Cygnus, NG-15 (appena arrivata sulla ISS il 22 febbraio) e NG-16. Quest’anno non ci saranno invece voli della capsula HTV, in quanto i giapponesi sono al lavoro sulla nuova versione HTV-X che esordirà nel 2022. Sempre il 2022 è l’anno previsto per la navetta cargo della terza azienda americana che si è aggiudicata il contratto CRS-2, Sierra Nevada, con il suo spazioplano Dream Chaser.

Rendering di Pirs che lascia la ISS. Credit: ISAA/@RaffaeleDiPalma

Il programma Artemis

Difficile fare previsioni per Artemis, il programma della NASA che dovrà portare la prima donna e il prossimo uomo sulla Luna. Dopo il cambio di governo in America e le dimissioni dell’amministratore della NASA uscente Jim Bridenstine sarà interessante vedere chi ne prenderà il posto e che intenzioni avrà riguardo a questo programma, che Bridenstine aveva portato avanti con forza in questi anni.

Indipendentemente dai programmi a medio e lungo termine, quest’anno potremmo vedere la prima missione del gigantesco Space Launch System (SLS) che lancerà una capsula Orion senza equipaggio intorno alla Luna per la missione Artemis 1. Nonostante alcuni problemi alla capsula che però non pregiudicheranno la missione, il lancio è sempre programmato per novembre, anche se non sono da escludere ulteriori slittamenti. Il lavoro di test e di assemblaggio sia sul lanciatore sia sulla capsula procede spedito e dovrebbe essere completato nei prossimi mesi.

Orion e il suo modulo di servizio. Credits: NASA

Il 2021 ha in programma anche diverse missioni di supporto ad Artemis. La prima, a luglio, dovrebbe essere CAPSTONE, un CubeSat 12U sviluppato dall’azienda americana Advanced Space in collaborazione con Tyvak Nano-Satellite Systems e Stellar Exploration. Il satellite dovrà testare la cosiddetta near-rectilinear halo orbit, che è quella pianificata per il futuro Lunar Gateway, la piccola stazione orbitante che funzionerà da base per l’esplorazione lunare. CAPSTONE verrà lanciata su un vettore Electron, dell’azienda Rocket Lab, che avrà bisogno del nuovo stadio superiore Photon per poter immettere carichi oltre l’orbita bassa terrestre.

Verso la fine dell’anno sono programmati anche due lanci nell’ambito dei Commercial Lunar Payload Services (CLPS), studiato per fornire servizi di trasporto merci sulla superficie lunare. Uno dei lanci riguarda il lander Peregrine, sviluppato da Astrobotic. Verrà lanciato su un Vulcan, di ULA, al volo d’esordio e porterà sulla Luna 14 piccoli payload, tra cui diversi strumenti scientifici e una flottiglia di mini-rover. Il secondo lancio riguarda Nova-C, il lander di Intuitive Machines che userà un Falcon 9 come razzo vettore e porterà anch’esso sulla superficie lunare una serie di piccoli strumenti.

Rendering raffigurante il lander Peregrine sul suolo lunare. Credit: Astrobotic

Le altre due missioni approvate dalla NASA e dai suoi partners, tra cui l’ESA che fornisce il modulo di servizio della capsula Orion, sono Artemis 2 e 3. La prima è al momento prevista per il 2023 e trasporterà in orbita lunare per la prima volta in 50 anni degli astronauti. La seconda ha come obiettivo il 2024 ed è la missione che riporterà delle orme di scarponi sulla regolite lunare. Ci sono numerose incertezze sul rispetto dei tempi, a partire dal cambio di amministrazione previsto nei prossimi mesi, ma sicuramente i lavori sull’assemblaggio dei veicoli per queste due missioni andranno avanti per tutto il 2021.

Altri programmi spaziali governativi con astronauti

Terminato il programma Tiangong con le due piccole stazioni orbitanti lanciate, l’agenzia spaziale cinese non lancia astronauti nello spazio dall’ottobre 2016, quando Shenzhou 11 raggiunse e attraccò a Tiangong 2. L’assenza di missioni dovrebbe terminare proprio quest’anno. Ad aprile, infatti, dovrebbe essere lanciato Tianhe, il modulo centrale della nuova stazione spaziale modulare che i cinesi progettano da tempo. Il piano prevede che il modulo venga subito raggiunto da una navetta cargo, la Tianzhou 2, mentre a giugno arriverà l’equipaggio della Shenzhou 12. Molti dettagli, come ad esempio chi siano gli astronauti prescelti o la durata della missione, ancora non si conoscono, ma sicuramente nel 2021 sarà interessante osservare il cambio di marcia del programma spaziale abitato cinese.

Nella seconda metà dell’anno è prevista una seconda missione, la Shenzhou 13, anch’essa preceduta dall’attracco su Tianhe di una navetta cargo, la Tianzhou 3. Anche il secondo modulo permanente, Wentian, dovrebbe essere lanciato e agganciato al modulo centrale entro la fine dell’anno.

Un rendering della stazione spaziale cinese. Credits: CNSA

Non si hanno notizie, invece, sullo sviluppo della nuova capsula abitata, dopo il test eseguito con successo l’anno scorso. La capsula, di cui ancora non si conosce il nome, è in realtà progettata per effettuare missioni anche oltre l’orbita bassa terrestre, con l’obiettivo dichiarato di poterla usare per missioni lunari. Potrà comunque anche essere utilizzata nelle missioni di trasporto astronauti per la stazione spaziale, tanto che inizialmente sembrava che tutte le missioni verso Tianhe sarebbero state effettuate utilizzando la nuova capsula. In realtà le missioni pianificate nei prossimi due anni prevedono tutte l’utilizzo della buona vecchia Shenzhou, e quindi non è chiaro quali siano le tempistiche di sviluppo della nuova navetta.

Poche le novità provenienti, invece, da India e Russia. Dopo l’annuncio della missione Gaganyaan, nel 2018, non si sono poi avuti molti aggiornamenti. Nel piano originale si prevedevano due voli di test della nuova capsula, uno a fine 2020 e l’altro a metà 2021, e il primo storico volo con equipaggio a dicembre 2021. È chiaro che i piani non sono stati rispettati, ma magari nel 2021 potremmo vedere l’esordio senza equipaggio della nuova capsula, in grado di trasportare tre astronauti in orbita.

Nessuna notizia anche da Roskosmos, che dovrebbe proseguire lo sviluppo della nuova capsula Orёl. La capsula è progettata con specifiche simili a quella cinese, ma l’esordio al momento non è previsto prima del 2023 e non è del tutto chiaro se come lanciatore verrà usato un Angara A5 oppure uno ancora da sviluppare, Irtyš.

SpaceX e le altre compagnie private

Gli occhi sono puntati su Starship e sul suo primo stadio Super Heavy, ma nonostante si sia in grado di seguirne lo sviluppo giorno dopo giorno è veramente difficile fare previsioni su quello che ci possiamo aspettare nel 2021. A parte i vaghi piani esposti da Elon Musk un paio di anni fa, infatti, non sappiamo realmente quale dei prototipi in costruzione a Boca Chica sarà in grado di raggiungere lo spazio e quando. Il prossimo volo di test sarà quello, imminente, di Starship SN10, probabilmente una ripetizione del salto di una decina di chilometri già effettuato da SN8 e SN9, con un finale, si spera, diverso. Destino simile per SN11, mentre del prototipo successivo (SN15, visto che si è deciso di non completare SN12, 13 e 14) sappiamo che ha ricevuto alcune non specificate migliorie e quindi molti scommettono che possa essere il veicolo destinato al primo tentativo di volo spaziale suborbitale. Se SpaceX mantiene il passo dei mesi scorsi sarà lecito aspettarsi questo volo proprio nel 2021.

Starship SN8. Credit: SpaceX

Nei mesi scorsi sono stati avvistati a Boca Chica diversi elementi, più o meno assemblati, appartenenti a due prototipi di Super Heavy, BN1 e BN2. Si pensa che anche i test su questi prototipi potrebbero avvenire quest’anno, anche se non si sa come sarà il profilo di missione. Nel frattempo seguiremo i progressi nella nostra rubrica Cronache di Boca Chica.

Dopo l’esordio con successo nel 2020, la Crew Dragon continuerà a effettuare missioni verso la Stazione Spaziale Internazionale, come già riportato. La capsula verrà anche utilizzata in una missione commerciale in orbita bassa con un equipaggio interamente composto da non professionisti. La missione si chiama Inspiration4 ed è stata finanziata dal miliardario Jared Isaacman, fondatore e CEO di Shift4 Payments, che ne sarà il comandante grazie anche alla sua esperienza di pilota militare e acrobatico. Farà parte della missione, a spese di Isaacman, anche Hayley Arceneaux, dipendente dell’ospedale pediatrico St. Jude del Tennessee e altri due astronauti ancora da annunciare. La capsula usata sarà Resilience, quella utilizzata nella missione SpaceX Crew-1 e il lancio è previsto per la fine del 2021.

Quest’anno ci saranno anche i preparativi per un’altra missione commerciale, sempre da parte di SpaceX. Si tratta della prima finanziata da Axiom Space, che si propone di fornire servizi di turismo spaziale sulla ISS. La prima missione porterà sulla stazione spaziale l’ex-astronauta NASA Michael López-Alegría e i turisti Larry Connor, Mark Pathy e Eytan Stibbe. Il volo avverrà all’inizio del 2022.

Non fanno più notizia ormai i riutilizzi dei primi stadi del Falcon 9. Chissà se nel 2021 qualcuno degli stadi usati si spingerà al numero di riutilizzi promesso da Musk qualche anno fa, cioè 10. Al momento i principali candidati sono il B1051 e il B1049, rispettivamente con 8 e 7 voli all’attivo. Da segnalare la possibilità del ritorno al volo del Falcon Heavy dopo un anno di pausa. Quest’anno sono in programma ben tre lanci, a partire da giugno.

Per quel che riguarda Blue Origin, come al solito non ci sono molte notizie riguardo ai programmi e agli obiettivi di quest’anno. Il 2021 è iniziato con il successo del primo volo del quarto prototipo di New Shepard. Questo è il modello della capsula suborbitale che porterà per la prima volta dei passeggeri nello spazio. Al momento è previsto un altro test senza equipaggio e successivamente il primo volo abitato. A meno di problemi di cui non siamo a conoscenza, è probabile che il primo volo abitato, dunque, avvenga proprio quest’anno. L’azienda di Jeff Bezos continuerà anche a lavorare sul lanciatore orbitale New Glenn e sul propulsore a metano BE-4. Il lanciatore non verrà testato in volo prima del 2022, ma il BE-4 potrebbe già diventare operativo quest’anno col primo lancio del Vulcan, di ULA, di cui abbiamo già parlato nella sezione dedicata al programma Artemis.

Il terzo miliardario della triade spaziale è Richard Branson con le sue aziende Virgin. C’è grande incertezza in questo periodo riguardo a Virgin Galactic. Dopo i primi voli suborbitali di VSS Unity effettuati a cavallo tra il 2018 e il 2019 sembrava che l’inizio dei voli commerciali fosse imminente e il trasferimento, avvenuto l’anno scorso, di hardware e personale presso quello che dovrà essere il sito operativo nel New Mexico confermava questa impressione. Il 2020 però si è concluso con il tentativo di volo spaziale suborbitale abortito subito dopo il rilascio dall’aereo madre per un problema al computer di bordo. Prima del fallimento il piano era di effettuare un primo volo semi-operativo entro la metà dell’anno, con due piloti e quattro specialisti di missione che condurranno esperimenti in microgravità per il breve periodo del volo, poi il primo vero volo operativo del primo passeggero pagante, cioè lo stesso Branson, verso la fine dell’anno. Non sappiamo quanto il fallimento dello scorso dicembre abbia modificato il calendario.

L’Agenzia Spaziale Europea

Come abbiamo visto nella sezione iniziale, dopo un anno senza nuovi lanci per gli astronauti europei, il 2021 sarà fitto di eventi, con ben due astronauti che effettueranno missioni di lunga durata sulla ISS, Pesquet e Maurer, e lo svolgimento delle selezioni per una nuova classe di astronauti. Ci si aspetta, inoltre, l’annuncio ufficiale dell’assegnazione e l’inizio dell’addestramento per la successiva missione europea sulla ISS, che dovrebbe vedere protagonista Samantha Cristoforetti. L’ESA, inoltre, continuerà a collaborare con la NASA nel quadro del programma Artemis, di cui abbiamo già parlato.

Non si prevedono eventi particolarmente importanti in ambito europeo per quel che riguarda l’esplorazione robotica del sistema solare. Parlando di lanci, il più significativo del 2021 per l’ESA sarà quello del James Webb Space Telescope, che però è un programma gestito principalmente dalla NASA. Il telescopio orbitante dovrebbe essere lanciato a ottobre proprio su un vettore europeo, l’Ariane 5. Non ci saranno altri lanci di missioni ESA per l’esplorazione del sistema solare nel 2021, ma tutti gli occhi saranno puntati sui preparativi per le missioni previste per il 2022, tra cui le attesissime ExoMars 2022 e JUICE.

BepiColombo continuerà anche nel 2021 il proprio viaggio verso l’obiettivo finale, l’orbita intorno a Mercurio. Ad agosto effettuerà un nuovo flyby di Venere che permetterà, a ottobre, di sorvolare da vicino proprio Mercurio. Le due sonde che compongono la missione dovranno effettuare altri cinque flyby di Mercurio prima di tentare nel 2025 l’immissione in orbita. Anno di sorvoli ravvicinati per aggiustare l’orbita anche per Solar Orbiter. La sonda per lo studio del Sole passerà per la seconda volta nei pressi di Venere ad agosto e tornerà brevemente nelle nostre vicinanze a fine novembre per poi tuffarsi sempre più all’interno del sistema solare. In attesa di ExoMars 2022, con il lander russo Kazačok e il rover Rosalind Franklin, su Marte continueranno a meno di imprevisti le missioni degli orbiter Mars Express e Trace Gas Orbiter.

Anche quest’anno vedremo volare dallo spazioporto europeo di Kourou, in Guyana francese, i lanciatori Ariane 5, Soyuz 2 e Vega, anche se l’ennesimo fallimento ha messo un po’ di incertezza su quest’ultimo, il più piccolo della scuderia. Sperando che il fallimento del novembre 2020 non abbia rovinato troppo i piani futuri, nel 2021 dovremmo vedere l’esordio della nuova versione del Vega, il Vega-C, mentre continueranno anche i lavori sul fratello maggiore, l’Ariane 6, il cui esordio è previsto per il 2022.

Esplorazione robotica del sistema solare

L’evento principale del 2021 è già accaduto. A febbraio sono arrivati i nuovi esploratori del pianeta Marte, che si sono aggiunti alla flottiglia già presente sulla superficie e in orbita. La prima sonda ad arrivare è stata Al-Amal, degli Emirati Arabi Uniti, che è entrata in orbita il 9 febbraio, seguita dall’altrettanto storica missione cinese, Tianwen-1, arrivata intorno al pianeta rosso il 10. Il tempo di riprenderci da tutta quest’abbondanza e siamo stati ipnotizzati dalle straordinarie immagini provenienti dall’atterraggio del rover Perseverance, della NASA, avvenuto il 18 febbraio.

Le meraviglie per queste tre missioni non finiscono qui. Le capacità e gli obiettivi di Perseverance sono tali che non vediamo l’ora di scoprire cosa ci rivelerà nei prossimi mesi. Tra i momenti da attendere con trepidazione ci sarà anche il test del piccolo elicottero Ingenuity, che dovrebbe avvenire ad aprile. Ma non pensiamo di cavarcela così. A maggio è previsto il rilascio di un prezioso carico dalla sonda madre di Tianwen-1, che continuerà a rimanere in orbita marziana. Si tratta di un lander con a bordo un rover, i quali tenteranno di fare quello che finora non è riuscito a nessun altro tranne che alla NASA, cioè atterrare su Marte e continuare la propria missione.

Continueranno, si spera, anche nel 2021 le altre missioni marziane: Curiosity e Insight (entrambe della NASA) sulla superficie, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN (NASA), Mars Express, Trace Gas Orbiter (ESA) e Mars Orbiter Mission (ISRO), per un totale di 11 missioni attualmente attive.

Spostandoci da Marte, tra le nuove missioni che partiranno nel 2021 ce ne sono un buon numero dirette verso la Luna, tra cui molte del programma Artemis, di cui abbiamo già parlato. Un evento molto atteso è il lancio di Luna 25, missione russa rimandata molte volte negli ultimi anni che, se avrà successo, riporterà la Russia a esplorare il sistema solare, dopo una pausa di una trentina d’anni. Luna 25 è un lander che atterrerà nel cratere Boguslawsky.

Quest’anno, a ottobre, partirà anche l’incredibile missione Lucy (NASA), che ha in programma l’esplorazione di almeno sette asteroidi, tra cui alcuni cosiddetti asteroidi troiani di Giove, cioè che ne condividono l’orbita precedendo o seguendo il gigante gassoso. Sempre un asteroide, stavolta molto più vicino alla Terra, sarà l’obiettivo di un’altra missione della NASA, DART. La missione partirà a novembre verso Didymos, un asteroide doppio di cui tenterà di deviarne leggermente la traiettoria come dimostratore di tecnologie di difesa planetaria. Condividerà il viaggio anche un piccolo cubesat 6U, LICIACube, sviluppato dall’agenzia spaziale italiana.

Una rappresentazione artistica di DART nei pressi del sistema binario Didymos. Credit: NASA/Johns Hopkins APL

Tra le missioni in corso, OSIRIS-REx (NASA) ripartirà ad aprile dall’asteroide Bennu, per riportare a Terra il prezioso carico di campioni raccolti, anche se l’arrivo sul nostro pianeta non avverrà prima del 2023. Parker Solar Probe, anch’essa di NASA, continuerà nel 2021 a battere un record dopo l’altro, avvicinandosi sempre di più al Sole ad ogni orbita. A febbraio ha compiuto un sorvolo ravvicinato di Venere, mentre un altro avverrà a ottobre.

Da seguire anche la missione estesa di Juno (NASA), su Giove. Dopo anni passati a studiare l’atmosfera del pianeta gigante da un orbita molto ellittica, questa nuova missione vedrà la sonda avvicinarsi sempre di più al pianeta, effettuando anche dei flyby dei satelliti medicei. Il primo avverrà a giugno con un sorvolo di Ganimede, che ridurrà il periodo orbitale di Juno da 53 a 43 giorni.

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Matteo Carpentieri

Appassionato di astronomia e spazio, laureato in una più terrestre Ingegneria Ambientale. Lavora come lecturer (ricercatore) all'Università del Surrey, in Inghilterra. Scrive su AstronautiNews.it dal 2011.