Spazio: tre moduli di servizio europei contemporaneamente presso Airbus

Una prima mondiale: tre moduli di servizio europei (ESM) integrati contemporaneamente nella camera bianca di Brema di Airbus
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Tre moduli di servizio europei (ESM) vengono integrati in parallelo nelle camere bianche di Airbus a Brema. L’integrazione dell’ESM-3 è quasi completata, l’ESM-4 è a buon punto e la struttura dell’ESM-5 è appena arrivata, per le prime fasi di integrazione.

Ogni ESM richiede l’integrazione di oltre 22.000 elementi. Ed è la prima volta che la NASA affida a una capofila non statunitense, Airbus attraverso l’ESA, la costruzione di un elemento critico per una missione americana di volo umano nello spazio.

Insieme all’Agenzia Spaziale Europea, Airbus sta fornendo metà del veicolo spaziale che riporterà gli esseri umani sulla Luna, portandoli più lontano nello spazio che mai e, naturalmente, riportandoli in sicurezza sulla Terra”, ha dichiarato Marc Steckling, Head of Space Exploration di Airbus. “Abbiamo già consegnato i primi due ESM, e l’ESM-2 è attualmente in fase di integrazione con Orion presso il Kennedy Space Center. Con l’arrivo della struttura ESM-4 la scorsa estate e dell’ESM-5 poco prima di Natale, siamo entrati nella fase di produzione di massa. Le nostre camere bianche sono state ottimizzate per ospitare tre moduli contemporaneamente e tutto procede secondo i piani per soddisfare il requisito della NASA di consegnare, in futuro, un modulo ESM all’anno”.

L’ESM è un elemento critico della navicella Orion con equipaggio della NASA, in quanto fornisce il sistema di propulsione principale del veicolo spaziale, consentendo al contempo la manovra orbitale e il controllo del posizionamento. L’ESM provvede anche alla generazione e alla distribuzione dell’energia elettrica, oltre a fornire all’equipaggio gli elementi centrali del supporto vitale, come acqua e ossigeno. L’ESM regola anche il controllo termico, quando è collegato al modulo dell’equipaggio. Il modulo di servizio non pressurizzato, inoltre, può essere utilizzato per trasportare ulteriori carichi utili. L’ESA ha investito circa 2 miliardi di euro nel programma Orion e ha incaricato Airbus di guidare il consorzio europeo e di costruire, a oggi, sei ESM.

Nel 2022 si è svolta la prima missione Artemis con la prima navicella Orion alimentata dall’ESM-1. La navicella ha percorso più di 2 milioni di chilometri, è stata esposta a un intervallo di temperature superiore a 200°C e ha volato a una velocità massima di 40.000 km/h (o 11 km/s). Tutti i sistemi sono stati testati e hanno funzionato bene e in modo affidabile, alcuni anche meglio del previsto.

L’ESM-2 è stato consegnato in Florida nell’ottobre 2021. È attualmente in fase di test e integrazione presso il Kennedy Space Center. Farà parte della missione con equipaggio Artemis II, che riporterà i primi astronauti sulla Luna e nuovamente sulla Terra dal 1972. Il lancio di Artemis II è attualmente previsto per il 2024.

L’ESM-3, in fase di integrazione finale, alimenterà la missione Artemis III, che vedrà la prima donna e la prima persona di colore mettere piede sulla Luna. La consegna dell’ESM-3 è prevista per la seconda metà del 2023. La missione è prevista non prima del 2025.

La struttura ESM-4 è arrivata nella camera bianca di Airbus a Brema nel giugno 2022 ed è attualmente in fase di integrazione. La struttura ESM-5, arrivata di recente, è già in fase di preparazione.

Gli ESM 4, 5 e 6 saranno utilizzati per le missioni Artemis IV, V e VI, le prime due delle quali fanno parte del contributo europeo al progetto internazionale Gateway, una stazione spaziale che sarà assemblata in orbita lunare. L’ESA e la NASA mirano a creare un ecosistema lunare (Gateway, Argonaut) per comprendere ed esplorare meglio tutto ciò che la Luna ha da offrire e, sul lungo termine, per prepararsi a missioni con equipaggio su Marte.

Ulteriori ESM 7, 8 e 9 sono stati autorizzati dal Consiglio ministeriale dell’ESA nel novembre 2022 e Airbus sta attualmente finalizzando la propria offerta per fornirli

L’ESM di Orion ha una forma cilindrica e un diametro e un’altezza di circa quattro metri. Al momento del lancio pesa poco più di 13 tonnellate e costituisce circa il 60% della massa totale della navicella Orion. Le 8,6 tonnellate di carburante alimentano il motore principale, otto propulsori ausiliari e 24 propulsori più piccoli utilizzati per il controllo dell’assetto. Il modulo di servizio europeo è installato sotto il modulo dell’equipaggio presso il Kennedy Space Center, negli Stati Uniti. Insieme, formano la navicella Orion.

Gli ingegneri di Airbus producono gli ESM insieme all’ESA e a partner industriali, tra cui fornitori provenienti da 10 Paesi. La produzione degli ‘ESM si basa sull’esperienza acquisita da Airbus con l’Automated Transfer Vehicle (ATV), che ha volato cinque volte verso la ISS tra il 2008 e il 2015.

Artemis I: un successo totale

Artemis I è stata la prima di una serie di missioni sempre più complesse con l’obiettivo di fornire le basi dell’esplorazione umana nello spazio profondo e un passo importante verso il ritorno degli astronauti sulla Luna, con l’Europa protagonista della più grande avventura spaziale dell’umanità a oggi.

Questo primo volo è stato un’enorme fonte di informazioni e tutti gli obiettivi della missione relativi all’ESM sono stati pienamente raggiunti. La valutazione dei dati iniziali ha confermato che Orion ha consumato molto meno propellente e potenza elettrica, producendo al contempo molta più energia del previsto. Il sottosistema di propulsione ha funzionato come previsto, fornendo la spinta necessaria per manovre orbitali precise e per il controllo dell’assetto. Queste buone prestazioni hanno permesso di raggiungere ulteriori obiettivi di test di volo per caratterizzare ulteriormente il veicolo. Il motore principale dell’ESM è stato acceso più volte con un tempo di combustione totale di 10 minuti, come previsto. La NASA ha confermato che le prestazioni complessive della missione hanno superato le aspettative, con quasi 2 tonnellate di propellente rimanenti alla fine della missione. Questo consentirà di effettuare in futuro missioni di durata maggiore o di massa più elevata (ad esempio, i moduli Gateway trasportati dall’ESM). Infine, i pannelli solari hanno generato il 15% di energia elettrica in più rispetto a quanto specificato, e il veicolo spaziale ha consumato meno elettricità grazie a fluttuazioni di temperatura inferiori al previsto.

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