Scienza

La tratta veloce per la Stazione spaziale

Un nuovo piano di volo permette di arrivare alla ISS in poco più di tre ore, anziché sei: è comunque tanto per chi viaggia a 28.000 km orari... Perché ci vuole così tanto tempo per fare 400 chilometri?

Nel pomeriggio del 31 luglio una nuova versione della storica navicella da carico russa Progress, la MS-12, è stata lanciata verso la Stazione spaziale internazionale con carburante, esperimenti e rifornimenti per gli astronauti (le Progress non portano astronauti, che sono invece attualmente traghettati con le Soyuz). Una missione di routine, ma questo lancio è stato un po' particolare rispetto ai precedenti: anziché impiegarci le canoniche 6 ore circa per coprire i 400 km che ci separano dalla Iss, ci ha messo poco meno di tre ore e mezza.

Tempi lunghi? La Stazione spaziale orbita attorno alla Terra a circa 400 chilometri, e 6 ore per arrivarci sembrano tante: ma anche 3 ore sono tante, considerato che la velocità di avvicinamento della Progress alla Iss è di circa 28.000 chilometri all'ora. Nessuno pensa che ci si dovrebbe arrivare in un minuto, ma perché ci vuole così tanto di più?

Il fatto è che la navicella diretta alla Iss fa scalo su di un'orbita intermedia per una serie di verifiche: ecco quali, e che cosa è cambiato con l'ultimo lancio.

Il cargo russo Progress MS-12 arriva alla ISS in tre ore, anziché 6
Una navicella cargo Progress in avvicinamento alla Iss. Vedi anche: l'avaria al sistema di controllo della Progress M-27M (maggio 2015). © Nasa, via WikiMedia

Trasferimento all'orbita di Hohmann. Completata l'ultima fase della sequenza di lancio, con la separazione da ogni altro modulo del lanciatore, la navicella (Progress o Soyuz) si posiziona su di un'orbita a circa 220 chilometri dalla Terra. Qui si verifica innanzi tutto se la navicella in corsa verso la Iss è in buone condizioni (con una serie di test) e se l'orbita raggiunta è esattamente quella prevista.

Il trasferimento tra la Terra e la prima orbita di parcheggio è detto trasferta di Hohmann, da Walter Hohmann, ingegnere tedesco che nel 1925 diede un importante contributo alla comprensione della dinamica orbitale. Durante la trasferta di Hohmann la navicella deve usare i suoi motori due volte: la prima volta per raggiungere l'orbita di parcheggio, la seconda per imprimere la giusta velocità per stare su tale orbita.

Il cargo russo Progress MS-12 arriva alla ISS in tre ore, anziché 6
13 agosto 2019: la Terra dalla Stazione spaziale. La foto mostra in primo piano la navetta cargo Dragon (SpaceX) ormeggiata al modulo Harmony; sullo sfondo, 418 km più in basso, il delta del fiume Nilo. © Mark Garcia, Nasa

Se i test mostrassero del problemi, la navicella con uomini a bordo (la Soyuz) può rimanere in quell'orbita anche per 36 rivoluzioni attorno al pianeta (fino ad alcuni anni fa si rimaneva comunque per tutto questo tempo), dopodiché o ritorna a Terra (in caso di gravi problemi) oppure parte verso la Iss. Per la navicella cargo Progress, invece, non è previsto alcun rientro perché, benché simile alla Soyuz, non ha una copertura termica a proteggerla dal calore del rientro né paracadute per un atterraggio controllato: il cargo può solo bruciare rientrando in atmosfera.

Ultima tappa. Se tutti i dati sono positivi la navicella riprende il suo viaggio: la seconda trasferta orbitale porta la Progress (o la Soyuz) in prossimità della Iss. Questa tratta del viaggio è una trasferta biellittica e richiede tre accensioni del motore. A questo punto, con la Iss e la navicella che viaggiano praticamente alla stessa velocità (28.000 km all'ora circa), con piccolissime variazioni di velocità della navicella in corsa si arriva all'aggancio.

Il cargo russo Progress MS-12 arriva alla ISS in tre ore, anziché 6
Una navicella Soyuz in avvicinamento alla Iss (settembre 2018). Vedi anche: che odore ha lo spazio? © Nasa

Negli ultimi anni le navicelle di Roscosmos in viaggio verso la Iss rimanevano in orbita bassa (l'orbita di Hohmann) per 6 rivoluzioni attorno alla Terra: con il lancio della Progress MS-12 si sono testate (con successo) nuove procedure per fare rimanere in orbita basa la navicella per sole due orbite.

La cosa più probabile è che adesso si applicheranno le nuove procedure anche alle Soyuz, dimezzando i tempi di percorrenza degli astronauti verso la Iss.

20 agosto 2019 Luigi Bignami
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