AGGIORNAMENTO: Il tentativo di lancio di Artemis 1 non è più possibile nel Launch Period di inizio agosto. Per ora il nuovo periodo possibile di lancio consigliato è nella prima metà di ottobre. La situazione potrebbe evolvere e cambiare in fretta, in base ai risultati delle analisi sul problema rilevato durante il secondo tentativo del 3 settembre. Per tutti gli aggiornamenti, consigliamo l’iscrizione al sul canale Telegram o alla nostra pagina Facebook.
SLS si trova alla rampa di lancio 39B del Kennedy Space Center, pronto a partire. Nel momento del lancio, diventerà ufficialmente il vettore più potente mai costruito dall’uomo, superando, anche se di poco, la spinta che possedeva il primo stadio del Saturn V.
Subito dopo il lancio, serviranno 8 minuti perché tutti gli elementi del primo stadio si separino, rilasciando il secondo stadio e la capsula Orion nello spazio, verso la Luna.
Questi pochi minuti di lancio sono la conclusione di mesi e anni di test e preparazione, oltre che di una giornata ricca di punti di non ritorno. Se il lancio sarà possibile, ci sono infatti una serie di operazioni che andranno eseguite, subito prima e subito dopo l’accensione dei motori. Vediamo qui la timeline completa della giornata del lancio di Artemis 1.
Il countdown ufficiale per il lancio della missione Artemis 1 inizierà ufficialmente 46 ore e 40 minuti prima del lancio. In questo momento avviene la “Call to Station”. Questa è un’operazione che porta formalmente i team che si occupano del lancio alle loro postazioni. Nelle ore successive si inizia ad alimentare elettronicamente le varie componenti del vettore, come i computer di bordo del vettore e della capsula Orion. Si inizia inoltre a caricare le batterie di tutte queste componenti.
Otto ore e 40 minuti prima del lancio si iniziano le fasi più critiche. Vengono effettuati i primi briefing meteo e si decide se iniziare le procedure di carico del propellente. Quando mancano sette ore al lancio inizia il carico del propellente. Questa è una procedura complessa, che prevede varie fasi. Ad alimentare SLS sono infatti ossigeno e idrogeno liquidi, sia per il primo che per il secondo stadio. Questi due elementi però, per rimanere liquidi devono restare a temperature criogeniche, cioè molto basse. Questo comporta delle sfide di gestione e trasporto non indifferenti.
Il carico del propellente
Il carico di ossigeno e idrogeno liquido avverrà in fasi non sincronizzate. Il flusso di questi due elementi non inizierà infatti in contemporanea come non inizierà assieme il carico del primo e del secondo stadio. Quando mancheranno 3 ore e 30 minuti il carico del propellente non è terminato, ma avverrà in modalità più lente, in tutti i serbatoi.
Come dicevamo prima, i propellenti dell’SLS sono criogenici, a temperature molto basse. Se si terminasse il carico anche solo poche decine di minuti prima, essi inizieranno a evaporare all’interno dei serbatoi o addirittura a diminuire per effetto condensa. Va quindi mantenuto un flusso costante d’inserimento sia di ossigeno liquido che d’idrogeno fino a pochi istanti prima del lancio.
Quando mancheranno 15 minuti al lancio, il direttore di volo chiama i vari reparti del controllo missione per chiedere i “GO” per tutti i sottosistemi. Cinque minuti dopo, se tutto prosegue come previsto, ll Ground Launch Sequencer (GLS) inizia la sezione finale di countdown. Ora si inizieranno prima a staccare le alimentazioni elettriche dei vari stadi e della capsula Orion, che saranno quindi alimentati dalle proprie batterie. Poi, uno alla volta, termineranno i rabbocchi di ossigeno e idrogeno per tutti i serbatoi.
Prima del Lift-Off e il lancio di SLS
Quindici secondi prima del Lift-Off, migliaia di litri di acqua verranno rilasciati alla base dell’SLS, per evitare che le onde d’urto prodotte dalla potenza dei motori distruggano il pad di lancio. Approssimativamente a T-6 secondi, i quattro motori RS-25 verranno avviati in sequenza, andando ad aprire gradualmente le valvole dell’idrogeno e dell’ossigeno. I due propellenti inizieranno a fluire verso i preburner. Qui una prima combustione permetterà di mettere in rotazione le turbopompe, che alimenteranno poi la camera di combustione principale. Ci vorranno circa 5 secondi prima che i motori arrivino a erogare il 100% della potenza. Successivamente, l’SLS rimarrà ancorato al pad di lancio con i motori del Core Stage a regime per circa un secondo.
Allo scattare del T-0 sul monitor del countdown, anche i due booster laterali verranno avviati tramite due accenditori. Si tratta dei due motori in miniatura collocati in cima ai booster e accesi tramite cariche pirotecniche. I due booster, a differenza dei quattro motori RS-25, impiegheranno soltanto una frazione di secondo per arrivare a regime e produrranno il 75% della spinta totale.
A questo punto, sollevato da 4000 tonnellate di spinta, l’SLS abbandonerà finalmente, e per la prima volta, la rampa 39 B, mentre verranno disconnesse e ritirate tutte le appendici che ancora tengono collegato a terra il razzo, come gli umbilicals dell’ESM e dell’ICPS.
Le manovre dopo 7 secondi e la separazione dei booster
Dopo appena sette secondi, dal Lift-Off verrà dato il “Tower Clear” e l’SLS inizierà le manovre di Roll e Pitch, che gli consentiranno di avere l’assetto migliore per attraversare l’atmosfera e immettersi sulla traiettoria prevista. A T+1 e 10 secondi è atteso poi il Max Q (o Maximum Dynamical Pressure). Si tratta della fase più critica del lancio da un punto di vista strutturale. In questo momento l’SLS si troverà a dover sostenere i carichi aerodinamici più intensi di tutto il suo volo, a causa della combinazione tra velocità e densità dell’aria (funzione della quota alla quale si troverà). Per mantenere l’SLS entro i limiti strutturali, verrà leggermente diminuita la potenza dei quattro motori RS-25. Essa sarà poi riportata a valori nominali, una volta superata questa condizione critica.
I due booster laterali continueranno a sospingere il razzo espellendo 6 tonnellate di propellente al secondo. Dopo 2 minuti e 12 secondi dal Lift-Off, a una quota di 45 chilometri, si separeranno dal Core Stage dell’SLS tramite l’esplosione di quattro bulloni comandati elettricamente. I due booster si allontaneranno in maniera controllata dal Core Stage, grazie a 8 piccoli motori a getto (4 sul nose cone e 4 alla base). Continueranno a salire fino ad una quota di 67 chilometri prima di iniziare a ricadere verso terra. La loro discesa terminerà con lo splash-down nell’Oceano Atlantico dopo circa cinque minuti dal Lift-Off.
La conclusione della prima fase del lancio
Subito dopo la separazione dei booster, a T+03 minuti e 13 secondi, verranno eiettati i pannelli di protezione che ricoprono il modulo di servizio della Orion. Essi saranno seguiti dalla Launch Abort Tower, il sistema di aborto missione che a quel punto non sarà più necessario.
Dopo 8 minuti e 4 secondi da quando l’SLS ha lasciato la rampa, è atteso il MECO (Main Engine Cut Off), ovvero lo spegnimento dei motori del Core Stage. A questo punto il razzo si troverà a una quota di 157 chilometri. Poco dopo il MECO, il Core Stage si separerà dal resto del veicolo per rientrare in atmosfera e ammarare nell’Oceano Pacifico. È qui che si conclude la prima fase del lancio.
In rotta verso la Luna
Ciò che rimarrà dell’enorme SLS saranno solo la Orion e il modulo di servizio, attaccati al secondo stadio, l’ICPS (Interim Criogenic Propulsion Stage), in orbita intorno alla Terra. Dieci minuti più tardi l’ESM (European Service Module) dispiegherà i suoi pannelli solari per iniziare ad alimentarsi, in attesa del momento in cui il viaggio verso la Luna inizierà a tutti gli effetti. Per immettersi sulla traiettoria che la condurrà verso il nostro satellite, la Orion dovrà infatti operare ancora due manovre:
- La prima avverrà a T+51 minuti. Consisterà nell’accensione del motore dell’ICPS per 22 secondi. Lo scopo è quello di alzare il perigeo (Perigee Raise Maneuver), ovvero per portarsi su un’orbita più alta intorno alla Terra.
- La seconda manovra, chiamata Transfer Lunar Injection (o TLI) verrà eseguita a T+01:38:03. Il motore dell’ICPS verrà nuovamente acceso per 18 minuti. Produrrà tutta la spinta necessaria ad abbandonare l’orbita terrestre e a immettere la navicella sulla traiettoria verso la Luna.
Il lancio di Artemis I si concluderà ufficialmente a T+02:06:10 con la separazione dell’Orion dall’ICPS dopo che quest’ultimo avrà bruciato tutto il propellente per effettuare la manovra di TLI. La Orion si troverà a questo punto in rotta verso la Luna.
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