Ci sono due stazioni spaziali

Oggi 29 aprile, alle 5:22 italiane (le 11:22 ora locale), è stato lanciato con successo Tianhe-1, il primo modulo della nuova stazione spaziale cinese, con un razzo Lunga Marcia 5B. Il vettore è decollato dal centro di lancio di Wenchang, nell’isola di Hainan, in Cina.

È sicuramente un momento da ricordare nella storia dell’astronautica. Inizia infatti una nuova fase in cui lo spazio sarà sì un luogo permanentemente abitato, come lo è stato negli ultimi decenni, ma la ISS non sarà più l’unico posto dove saranno concentrati tutti gli esseri umani al di fuori del nostro pianeta. Tecnicamente parlando, di stazioni spaziali ce ne sono state altre in passato, questa è la dodicesima, ma si trattava per lo più di grossi laboratori volanti monovolume, una sorta di monolocali orbitanti. Le uniche stazioni modulari assemblate nello spazio sono state la Mir, sovietica, e la ISS, nata da un partenariato internazionale.

Anche la Cina ha avuto in passato i suoi laboratori orbitali, Tiangong 1 e Tiangong 2: non erano molto grandi, avevano una stazza di circa 8,5 tonnellate, sono stati portati in orbita con un unico lancio e non assemblati nello spazio, e non hanno mai avuto missioni con equipaggio di lunga durata. Questa volta invece si tratta di ordini di grandezza differenti, un vero e proprio cambio di passo.

Quando sarà ultimata, la nuova stazione spaziale cinese avrà una massa compresa tra 80 e 100 tonnellate, circa un quarto della ISS e leggermente inferiore alla vecchia Mir. Ma non è una competizione. Gu Yidong, lo scienziato che dirige il programma scientifico della stazione spaziale già dagli albori dell’annuncio, ha dichiarato che la dimensione è stata scelta esclusivamente per venire incontro alle esigenze del programma nazionale sia in termini di obiettivi sia di costi, raggiungendo con questo prodotto il miglior compromesso.

Ricostruzione artistica della configurazione finale della stazione spaziale con due Shenzhou e una Tianzhou attraccate. Credit: CMS/CNSA

La stazione è modulare ed espandibile: oltre al modulo Tianhe lanciato oggi, nel 2022 verrà ampliata con i due ulteriori moduli Wentian e Mengtian. La stazione avrà due bracci meccanici per le operazioni esterne, uno su Tianhe, principalmente per l’attracco di altre unità e per le attività extraveicolari (EVA), e uno su Wentian, per la dislocazione di esperimenti scientifici esterni, mentre gli airlock per le EVA saranno su Tianhe e Mengtian e supporteranno esclusivamente attività con due astronauti. In totale ci sono 5 porte di docking, quindi in futuro la stazione potrà essere ulteriormente espansa con altri moduli.

All’esterno, una volta completata, sarà dotata di 50 posizioni di alloggiamento per esperimenti scientifici, che verranno per la maggior parte usate per testare la resistenza dei materiali alle condizioni avverse dello spazio aperto. All’interno verranno utilizzati circa 14 rack della dimensione di un frigorifero, simili a quelli che vengono utilizzati nella Stazione Spaziale Internazionale per gli esperimenti scientifici, il monitoraggio della stazione e dello stato di salute dell’equipaggio. In alcuni di questi rack è allocato spazio esclusivo per i partner internazionali e per i loro esperimenti scientifici, confermando le intenzioni della Cina di permettere un uso dell’infrastruttura a tutte le nazioni.

La stazione è progettata per durare almeno 10 anni e mantenere stabilmente un equipaggio di tre astronauti con picchi fino a sei astronauti per pochi giorni durante il cambio di equipaggio. Può garantire una permanenza di più di sei mesi per ogni singolo astronauta, anche se all’inizio le missioni saranno di durata più breve. La potenza elettrica sarà garantita da un sistema di pannelli fotovoltaici distribuito, con una coppia di pannelli per ogni modulo, per arrivare a una produzione totale di almeno 27 kW, circa quanto necessario a nove appartamenti familiari italiani e circa un quarto di quella della ISS. Di questi almeno 12 kW verranno costantemente utilizzati per gli esperimenti scientifici.

Infografica non ufficiale con la linea temporale degli eventi fino al 2022.

Già da giugno di quest’anno la stazione ospiterà il primo equipaggio che vi risiederà per circa tre mesi; il primo anno di esercizio sarà di prova e la stazione non verrà utilizzata al pieno delle sue potenzialità. Da oggi ad aprile 2022 inizia la prima fase di test, il cui scopo principale non sarà svolgere esperimenti scientifici ma verificare le funzionalità della stazione spaziale. Il modulo resterà in orbita da solo fino al 20 maggio, quando verrà raggiunto dal primo rifornimento cargo, Tianzhou-2, e successivamente, il 10 giugno, dal primo equipaggio con la missione Shenzhou-12. La prima navetta cargo, che contiene il necessario all’equipaggio per svolgere i propri compiti, resterà in prossimità della stazione anche oltre la partenza degli astronauti per testare operazioni di riposizionamento, di spostamento da una porta di docking all’altra, di rifornimento e di operazioni con il braccio meccanico.

A settembre salirà la seconda navetta cargo di rifornimenti, Tianzhou-3, con le masserizie del nuovo equipaggio, che arriverà a ottobre con la navetta Shenzhou-13 e resterà fino a marzo 2022. L’aprile successivo rientrerà anche la navetta cargo, dopo aver completato qualche altro test, sancendo la fine di questa fase e passando a quella della costruzione finale, che inizierà con l’ampliamento realizzato con gli altri due moduli.

Dapprima verrà inviato il cargo Tianzhou-4, per supportare l’equipaggio che arriverà a maggio con Shenzhou-14, che a sua volta precederà di pochi giorni il lancio di Wentian. Questo modulo di 14,4 metri, leggermente inferiore ai 18 di Tianhe, amplierà lo spazio abitativo degli astronauti, sistemandosi dapprima in un’allocazione provvisoria nella porta frontale di docking di Tianhe per poi essere riposizionato nella sua posizione definitiva grazie al braccio robotico. L’ultimo modulo, Mengtian, sarà lanciato ad agosto, qualche giorno dopo l’attracco provvisorio sarà riposizionato dal braccio meccanico e la stazione sarà così finalmente completa, e potrà iniziare la sua fase operativa vera e propria.

A ottobre 2022 arriverà un nuovo cargo, Tianzhou-5, per il mantenimento dell’equipaggio che giungerà a novembre con Shenzhou-15 e incontrerà a bordo l’equipaggio della missione precedente per una decina di giorni, raggiungendo così la massima capacità abitativa di 6 astronauti.

Il video ufficiale della diretta del lancio in inglese.

La costruzione e l’operatività della stazione spaziale saranno supportate esclusivamente da tre lanciatori, il Lunga Marcia 5B, quello utilizzato oggi, per l’invio dei tre moduli, il Lunga Marcia 7 per il lancio dei rifornimenti con la navetta Tianzhou, e il Lunga Marcia 2F, l’unico della flotta cinese abilitato al trasporto di equipaggio. I primi due partono dalla base di lancio di Wenchang, a sud della Cina, a pochi gradi di latitudine dall’equatore, mentre il LM-2F può partire solo da Jiuquan, a poco più di 40° di latitudine nord, il che ha imposto un grosso vincolo ai parametri orbitali della stazione, che per ricevere equipaggio non può avere un’inclinazione orbitale inferiore ai 40°, altrimenti non sorvolerebbe mai lo spazioporto da dove parte l’equipaggio.

Fonti: CNSA, CMS, CGTN.

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Gianmarco Vespia

La scienza è importante. Ne ho fatto parte tanti anni fa, ma ho dovuto abbandonare la carriera. In Italia manca il supporto agli scienziati, in molti modi: sostegno, fiducia, credibilità, rispetto e finanziamenti. ISAA mi ha dato la possibilità di diventare divulgatore e di raggiungere un pubblico interessato e appassionato in questo piccolo settore che è l'astronautica. La scienza si muove troppo in silenzio, occorre pazienza e attenzione per capirla e apprezzarla, per spiegarla alle nuove generazioni, appassionarle e permettergli di costruire un futuro migliore per sé e per il mondo intero.