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Boeing Orbital Flight Test

volo di prova senza equipaggio della capsula CST-100 Starliner

Boeing Orbital Flight Test (Boe-OFT) è stata la prima missione orbitale senza equipaggio della navetta Boeing CST-100 Starliner. La missione, il cui volo è avvenuto il 20 dicembre 2019, era parte del programma Commercial Crew Development. Prevedeva un volo di 8 giorni, durante il quale la navetta sarebbe dovuta attraccare alla Stazione spaziale internazionale per poi atterrare negli Stati Uniti Occidentali. Dopo 31 minuti dal lancio a causa di un'anomalia riguardante l'orologio del veicolo che misurava il tempo di missione trascorso (Mission Elapsed Time), la navetta è stata inserita in un'orbita diversa da quella inizialmente prevista che ha impedito alla CST-100 Starliner di attraccare alla Stazione spaziale internazionale. La missione è stata così ridotta a 2 giorni, contro gli 8 previsti. La navetta è atterrata con successo al White Sands Space Harbor il 22 dicembre 2019.

Boeing Orbital Flight Test
Immagine del veicolo
Lancio della navetta Calypso con il vettore Atlas V N22
Dati della missione
OperatoreBoeing
Tipo di missioneMissione di test senza equipaggio
NSSDC ID2019-094A
SCN44900
DestinazioneStazione spaziale internazionale
EsitoParziale fallimento
Nome veicoloBoeing Starliner 3 Calypso
VettoreAtlas V N22 (AV-080)
Lancio20 dicembre 2019,
11:36:43 UTC[1][2]
Luogo lancioCape Canaveral, SLC-41
Atterraggio22 dicembre 2019, 12:58:53 UTC
Sito atterraggioWhite Sands Space Harbor
Durata8 giorni (pianificati)
2 giorni 1 ora 22 minuti (effettivi)
Proprietà del veicolo spaziale
Massa13000 kg
CostruttoreBoeing
Parametri orbitali
OrbitaOrbita geocentrica
Apogeo222 km
Perigeo187 km
Periodo90 minuti
Inclinazione51,63°
Commercial Crew Development
Missione precedenteMissione successiva
Boeing Pad Abort Test Boeing Orbital Flight Test 2

Il 6 aprile 2020 Boeing ha annunciato che avrebbe condotto un secondo test di volo, per dimostrare che la navetta poteva raggiungere tutti gli obiettivi prefissati. La NASA ha accettato la proposta di Boeing di compiere un nuovo test senza equipaggio, il Boeing Orbital Flight Test 2[3].

Carico utile modifica

Al posto dell'equipaggio, la navetta ha trasportato un manichino da crash test chiamato Anthropomorphic Test Device, con indosso una tuta spaziale della SpaceX. Questo manichino, soprannominato "Rosie the Rocketeer"[4], conteneva diversi sensori per la raccolta dei dati, tra cui l'accelerazione, per assicurare la sicurezza degli astronauti nelle successive missioni con equipaggio[5]. La navetta è stata inoltre appesantita per simulare la presenza degli astronauti. La missione prevedeva la consegna di 270 kg di rifornimenti ed equipaggiamento.

Missione modifica

La missione consisteva in un viaggio di collaudo senza equipaggio verso la Stazione Spaziale Internazionale. L'obiettivo primario era l'attracco alla stazione e la dimostrazione delle operazioni in orbita dei sistemi della navetta, tra cui l'avionica, i sistemi di telecomunicazione e telemetria, dei controlli ambientali, dei pannelli solari e dei sistemi elettrici, e il sistema di propulsione[6].

La navetta è stata lanciata con un vettore Atlas V N22, ed è stato il primo lancio senza una carenatura di carico utile e con uno stadio superiore Centaur, che impiega due propulsori RL-10. Questa versione del Centaur è stata richiesta per la navetta Starliner per poter usare una traiettoria di lancio che permette l'annullamento in sicurezza del volo durante un qualunque punto della missione[7].

Il lancio è avvenuto con successo il 20 dicembre 2019 alle 11:36:43 UTC, ma 31 minuti dopo la partenza l'orologio interno della navetta che misura il tempo di missione trascorso (Mission Elapsed Time) ha fatto un errore. Durante la conferenza stampa è stato specificato che NASA e Boeing hanno cercato di inviare comandi per riportare la navetta in rotta, ma si sono verificate delle interruzioni intermittenti delle comunicazioni con i satelliti TDRSS. Questo problema ha causato ritardi nell'invio di comandi da terra per la correzione della rotta, e si è verificato un eccessivo consumo di propellente. Pertanto si è deciso di annullare l'attracco alla stazione spaziale e di posizionare la navetta su un'orbita stabile[8], ripianificando la missione che è stata accorciata dagli otto giorni previsti a tre. Alle 11:40 UTC, la Starliner si trovava in un'orbita di 187 x 222 km.

 
La navetta Starliner Calypso dopo il suo rientro a Terra

Il 22 dicembre 2019 è stato autorizzato il rientro sulla Terra. Dopo la fase di uscita dall'orbita, Starliner è rientrata nell'atmosfera e successivamente ha dispiegato il set di paracadute, atterrando alla base di White Sands Space Harbor alle 12:58:63 UTC. Nonostante il mancato attracco alla stazione spaziale, Jim Chilton, vice presidente della divisione space & launch di Boeing, ha dichiarato che la missione ha raggiunto il 60% dei suoi obiettivi, e questa percentuale sarebbe potuta salire fino al 85% una volta scaricati e analizzati tutti i dati raccolti dalla navetta[9].

La navetta, che è stata riutilizzata nella missione Boeing Starliner-1, è stata chiamata "Calypso" in onore della famosa nave oceanografica e della famosa canzone di John Denver[10].

Anomalie modifica

Oltre al malfunzionamento dell'orologio di bordo che misura il tempo di missione trascorso, al termine della missione è stato annunciata la scoperta di un altro bug software critico, che avrebbe potuto far collidere il modulo di servizio con la navetta Starliner dopo la separazione. Il problema è stato corretto due ore prima del rientro atmosferico della navetta, e avrebbe potuto danneggiarla ed impedire un rientro sicuro a Terra[11]. Boeing e NASA hanno comunicato che se l'anomalia dell'orologio di bordo non si fosse verificata, probabilmente il bug software non sarebbe stato rilevato[12].

Indagine modifica

La NASA ha condiviso il 7 febbraio 2020 i primi risultati dell'analisi della missione, specificando che il problema con l'orologio interno è stato causato da una sincronizzazione di quest'ultimo con i sistemi dell'Atlas V, avvenuta circa 11 ore prima del lancio. La sincronizzazione era invece programmata nella parte finale del countdown[13]. Il secondo problema era da ricondurre al software che gestiva la sequenza di distacco del modulo di servizio, che coinvolgeva l'Integrated Propulsion Controller (IPC) di quest'ultimo, e avrebbe potuto causare una collisione. Infine, è stata trovato una anomalia nella trasmissione dati con la navetta, che ha impedito le normali attività di comando e controllo da parte del team. È stata quindi pianificata una indagine approfondita nei mesi successivi[14][15].

Il 6 marzo 2020 la NASA ha pubblicato un aggiornamento sull'indagine[16]. Sono state indicate 61 azioni correttive riguardanti il software dell'orologio del Mission Estimate Time e del modulo di servizio[16][17]. La missione è stata dichiarata come "high visibility close call", termine che indica un quasi fallimento, perché in due fasi si è rischiato di perdere la navetta[13].

Il 7 luglio 2020, la NASA e la Boeing hanno annunciato che il problema delle comunicazioni era stato risolto[18], mentre il numero di azioni correttive era salito ad 80[19], di cui 21 riguardavano la necessità di un maggior numero di test e simulazioni, e la loro esecuzione completa prima di ogni missione[20], 10 indicavano una rivalutazione di tutti i requisiti software delle funzionalità critiche per la sicurezza, 35 suggerivano miglioramenti nei processi e nelle operazioni, che implicavano un numero maggiore di revisioni e l'impiego di esperti, 7 erano dedicate ad aggiornamenti del software riguardante le tre anomalie che si erano verificate durante la missioni ed infine le ultime 7 chiedevano delle modifiche organizzative a Boeing mirate a migliorare le comunicazioni in materia di sicurezza. Le raccomandazioni hanno coinvolto anche modifiche hardware per filtrare le interferenze radio con la navetta[21][22].

L'indagine ha anche evidenziato una carenza di supervisione da parte della NASA sul software di Starliner, causata dalla concentrazione di risorse su altri aspetti ad alto rischio della missione[20]. A differenza dei metodi di sviluppo software di SpaceX, meno tradizionali e sottoposti a controlli più rigorosi, quelli impiegati da Boeing sono più tradizionali, e quindi sono stati soggetti a minore sorveglianza da parte della NASA[22]. Tra le varie raccomandazioni dell'indagine, sei riguardavano la stessa NASA, tra cui la necessità di revisionare e approvare gli "hazard verification tests plans" dei contractor prima di condurre i test[21] per impedire in futuro simili situazioni.

Note modifica

  1. ^ Stephen Clark, Launch of first Starliner orbital test flight slips to December 19, su spaceflightnow.com, Spaceflight Now, 3 dicembre 2019. URL consultato il 3 dicembre 2019.
  2. ^ Live coverage: Overnight countdown underway for Friday's Starliner launch, su spaceflightnow.com, Spaceflight Now, 18 dicembre 2019. URL consultato il 18 gennaio 2021.
  3. ^ Thomas Burghardt, NASA and Boeing Complete Starliner Orbital Flight Test Investigation, su nasaspaceflight.com, 7 luglio 2020. URL consultato il 10 agosto 2020.
  4. ^ Rachael Joy, Remember Rosie the Riveter? Meet Rosie the Rocketeer, su floridatoday.com, Florida Today, 21 novembre 2019.
  5. ^ Chelsea Gohd, Rosie, a Bandana-Clad Test Dummy, Will Be the First to Fly on Boeing's Starliner, su space.com, 16 dicembre 2019.
  6. ^ Boeing's Orbital Flight Test Mission Objectives, su blogs.nasa.gov, 20 dicembre 2019.
  7. ^ Starliner arrives at launch pad in major pre-flight milestone, su nasaspaceflight.com, 12 novembre 2019. URL consultato il 17 dicembre 2019.
  8. ^ Boeing, ULA launches of Starliner, suffers orbital insertion issue, su nasaspaceflight.com, 19 dicembre 2019.
  9. ^ Starliner lands in New Mexico, su spacenews.com, SpaceNews, 22 dicembre 2019. URL consultato il 7 luglio 2020.
  10. ^ Sunita Williams [Astro_Suni], Thanking two mission control personnel (Tweet), su Twitter, 22 dicembre 2019.
  11. ^ Eric Berger, Starliner faced "catastrophic" failure before software bug found, su arstechnica.com, Ars Technica, 6 febbraio 2020. URL consultato il 7 luglio 2020.
  12. ^ Chris Gebhardt, Boeing and NASA admit multiple anomalies on Starliner mission, su nasaspaceflight.com, 7 febbraio 2020. URL consultato il 7 luglio 2020.
  13. ^ a b Eric Berger, NASA declares Starliner mishap a "high visibility close call", su arstechnica.com, Ars Technica, 6 marzo 2020. URL consultato l'8 luglio 2020.
  14. ^ Jackie Wattles, Boeing's Starliner spacecraft, built to carry astronauts, faces new safety concerns, su edition.cnn.com, CNN, 7 febbraio 2020.
  15. ^ Boeing's Starliner problems may be worse than we thought, su arstechnica.com, Ars Technica, 7 febbraio 2020.
  16. ^ a b Marie Lewis, NASA Update on Orbital Flight Test Independent Review Team – Commercial Crew Program, su blogs.nasa.gov, NASA, 6 marzo 2020. URL consultato l'8 luglio 2020.
  17. ^ Michael Sheetz, NASA investigation finds 61 corrective actions for Boeing after failed Starliner spacecraft mission, su cnbc.com, CNBC, 6 marzo 2020. URL consultato l'8 luglio 2020.
  18. ^ Danielle Sempsrott, NASA and Boeing Complete Orbital Flight Test Reviews, su nasa.gov, NASA, 7 luglio 2020. URL consultato l'8 luglio 2020 (archiviato dall'url originale il 7 luglio 2020).
  19. ^ Michael Sheetz, NASA and Boeing aim to redo Starliner spacecraft test later this year after investigating failures, su cnbc.com, CNBC, 7 luglio 2020. URL consultato l'8 luglio 2020.
  20. ^ a b Eric Berger, Independent reviewers offer 80 suggestions to make Starliner safer, su arstechnica.com, Ars Technica, 7 luglio 2020. URL consultato l'8 luglio 2020.
  21. ^ a b Danielle Sempsrott, NASA and Boeing Complete Orbital Flight Test Reviews, su nasa.gov, NASA, 7 luglio 2020. URL consultato l'8 luglio 2020 (archiviato dall'url originale il 7 luglio 2020).
  22. ^ a b Thomas Burghardt, NASA and Boeing Complete Starliner Orbital Flight Test Investigation, su nasaspaceflight.com, 8 luglio 2020. URL consultato l'8 luglio 2020.

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