Commercial Resupply Services

programma commerciale NASA per il trasporto di merci alla Stazione Spaziale Internazionale

Commercial Resupply Services (CRS) è il programma commerciale della NASA per il trasporto di merci alla Stazione Spaziale Internazionale.[1]

Stazione Spaziale Internazionale

Le azienda vincitrici della Fase 1 del programma (CRS-1) furono la SpaceX e la Orbital Sciences Corporation (dal 2018 Northrop Grumman Innovation Systems), che si aggiudicarono rispettivamente 12 e 8 missioni, poi estese a 20 e 11 missioni.[2][3] Queste missioni ebbero luogo tra ottobre 2012 e marzo 2020. Per questi servizi, SpaceX utilizzò il veicolo spaziale Dragon 1, il suo Falcon 9 come vettore e effettuò i lanci dal Complesso di lancio 40 della Cape Canaveral Air Force Station, in Florida; Orbital Sciences utilizzò il veicolo spaziale Cygnus con il vettore Antares e effettuò i lanci dal Mid-Atlantic Regional Spaceport (MARS), sull'isola di Wallops, in Virginia. I contratti del CRS-1 richiedevano un servizio completo composto da lancio, rendezvous e attracco alla Stazione Spaziale Internazionale con l'ausilio del braccio robotico canadese Canadarm2, consegna delle merci, sgancio e rientro. Il rientro poteva essere controllato, come nel caso della navicella Dragon, permettendo quindi di riportare a terra esperimenti scientifici o hardware, oppure distruttivo, come nel caso di Cygnus.[4]

La NASA iniziò il processo di selezione per la Fase 2 del Commercial Resupply Services (CRS-2) all'inizio del 2014. Nel gennaio 2016 vennero assegnati i contratti CRS-2 per la Cygnus di Orbital ATK (dal 2018 Northrop Grumman Innovation Systems), Cargo Dream Chaser di Sierra Nevada Corporation e Cargo Dragon di SpaceX, per il trasporto merci sulla Stazione Spaziale Internazionale a partire dall'inizio 2019 fino al 2024.

Commercial Resupply Services Fase 1 (CRS-1)Modifica

Assegnazione contratti della Fase 1 e voli dimostrativiModifica

La NASA si orientò per perseguire opzioni di volo spaziale commerciale, quando disponibili, sin dal 1984, con il Commercial Space Launch Act of 1984 e il Launch Services Purchase Act of 1990. Negli anni 2000, ulteriori e più specifiche autorizzazioni del Congresso iniziano a finanziare sviluppi commerciali, prima per il trasporto merci con il programma Commercial Orbital Transportation Services (COTS), e poi quello per l'equipaggio con il programma Commercial Crew Development. Nel 2006 vennero selezionati per la Fase 1 le aziende private SpaceX e Rocketplane Kistler ma l'anno seguente la NASA recidette il contratto con quest'ultima per inadempienza. La NASA indisse quindi una nuova selezione per scegliere il sostituto. Il 22 dicembre 2008 la Orbital Sciences Corporation venne selezionata per unirsi a SpaceX come azienda privata sotto contratto del CRS della NASA. Il giorno seguente vennero assegnati i contratti, venendo ufficialmente commissionati dodici voli Dragon per SpaceX al costo di 1,6 miliardi di dollari e otto voli Cygnus per Orbital Sciences Corporation al costo di 1,9 miliardi di dollari.[5]

L'azienda PlanetSpace, rimasta esclusa dalla gara, fece un reclamo formale al governo americano.[6] Il reclamo fu ufficialmente rifiutato il 22 aprile 2009, permettendo al programma di continuare.[7]

I lanciatori Antares e Falcon 9 e i veicoli spaziali cargo Cygnus e Dragon vennero sviluppati sotto il Space Act Agreements, una forma di atto legale definito dalla NASA, all'interno del programma COTS.[8]

SpaceXModifica

SpaceX lanciò con successo il primo Falcon 9 con un simulacro (mock-up) della navicella Dragon il 4 giugno 2010.[9] Il primo volo dimostrativo sotto contratto NASA, il COTS Demo Flight 1, venne effettuato l'8 dicembre 2010, dimostrando la capacità del Dragon di effettuare più orbite intorno alla terra, di ricevere e rispondere ai comandi da terra e comunicare con i satelliti della NASA Tracking and Data Relay Satellite. Il 15 agosto 2011 SpaceX annunciò che la NASA aveva riunito gli obiettivi delle missioni COTS Demo Flight 2 e 3 in una singola missione,[10][11] con la condizione che i test di validazione di COTS 3 venissero avviati solo dopo che tutti gli obiettivi di COTS 2 fossero stati raggiunti. La missione COTS Demo Flight 2+ fu effettuata con successo il 22 maggio 2012,[12] consegnando rifornimenti alla ISS il 31 maggio ed ammarando quindi nell'Oceano Pacifico. SpaceX divenne così il primo operatore commerciale a raggiungere la ISS. Il 23 agosto 2012, NASA annunciò che SpaceX aveva raggiunto con successo gli accordi definiti nel COTS Space Act Agreement e che certificava SpaceX per iniziare i voli operativi CRS.[13][14]

Orbital SciencesModifica

Orbital Sciences preparò il suo lanciatore Antares sulla rampa di lancio del Mid-Atlantic Regional Spaceport (MARS) nell'ottobre 2012 in preparazione di un "on-pad hot-fire" test. Lanciò per la prima volta Antares dal MARS il 21 aprile 2013 con un carico utile di prova.[15] Completò il volo dimostrativo Cygnus Orb-D1 il 29 settembre 2013 e l'operativo Cygnus CRS Orb-1 venne lanciato il 9 gennaio 2014.[16][17][18][19]

I voli cargo di rifornimento iniziarono nel 2012 con la Fase 1 del Commercial Resupply Services (CRS-1) e si conclusero nel 2020:

Missioni Dragon 1Modifica

 
La Dragon si avvicina alla ISS
 
La Dragon CRS-14 agganciata sulla ISS nel 2018

Missioni Cygnus Fase 1Modifica

 
La Cygnus Standard (per le prime tre missioni)
 
La Cygnus Enhanced

In seguito al fallimento, l'Antares 230 venne migliorato con motori del primo stadio di nuova costruzione RD-181, per fornire maggiori prestazioni di carico utile e una maggiore affidabilità.[33] I successivi due veicoli spaziali Cygnus vennero lanciati con il lanciatore Atlas V. Ciò permise a Orbital ATK di trasportare le quantità di carico previste da contratto alla missione OA-7, grazie al passaggio di un lanciatore più potente e l'introduzione della Cygnus Enhanced.[34][35]

Nell'agosto 2015, Orbital ATK annunciò di aver ricevuto un'estensione del programma CRS-1 per tre missioni aggiuntive. Questi voli consentirono alla NASA di coprire le esigenze di rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale fino all'inizio del programma CRS-2.[34]

Commercial Resupply Services Fase 2 (CRS-2)Modifica

Assegnazione contratti della Fase 2Modifica

La NASA iniziò un processo formale per l'avvio della Fase 2 del Commercial Resupply Services, o CRS-2, all'inizio del 2014.[43] Alla fine di quello stesso anno, a Houston si tenne un "Industry Day", dove vennero definiti i requisiti necessari per il CRS-2 e comunicati alle parti interessate.[44] Oltre agli appaltatori del CRS-1, Orbital Sciences Corporation e SpaceX, aderirono al CRS-2 anche Sierra Nevada Corporation, Boeing e Lockheed Martin.[45]

L'azienda Sierra Nevada Corportaion avrebbe utilizzato una versione cargo del suo veicolo Dream Chaser, il Dream Chaser Cargo System. Il Dream Chaser proposto includeva un modulo cargo aggiuntivo per lo smaltimento dei rifiuti. Il rientro del carico a Terra sarebbe stato fornito solo tramite lo spazioplano Dream Chaser stesso.[45] Anche Boeing propose l'utilizzo della versione cargo del suo CST-100.[46][47] Lockheed Martin invece propose un nuovo veicolo spaziale cargo chiamato Lockheed Martin Jupiter, derivato dal design dei veicoli spaziali NASA MAVEN e Juno. Avrebbe incluso un braccio robotico basato sulla tecnologia del Canadarm e un modulo per il trasporto merci di 4,4 metri di diametro chiamato Exoliner basato sul veicolo europeo Automated Transfer Vehicle, da sviluppare congiuntamente con Thales Alenia Space.[47][48][49]

Il 14 gennaio 2016 la NASA annunciò le tre aziende selezionate per il programma CRS-2:[50][44] Sierra Nevada Corporation con il Dream Chaser, SpaceX con la Cargo Dragon, e Orbital ATK con Cygnus. Ogni azienda avrebbe dovuto compiere minimo sei missioni di rifornimento.[50][51] Il valore potenziale massimo di tutti i tre contratti venne indicato come 14 miliardi di dollari, ma il valore minimo era notevolmente inferiore. I funzionari della NASA spiegarono che la selezione di tre aziende nel programma CRS-2, invece delle due selezionate nel CRS-1, aumentava le capacità di carico e garantiva più ridondanza in caso di problemi di un appaltatore o ritardo di pianificazione. I lanci di CRS-2 iniziarono nel novembre 2019 e si estenderanno almeno fino al 2024.

RequisitiModifica

Ogni contratto doveva includere una serie di requisiti:[44]

  • consegna di circa 14000 kg all'anno, tra 55 e 70  di carico pressurizzato in quattro o cinque missioni;
  • consegna di 24-30 powered lockers all'anno, che richiedono un’alimentazione continua fino a 120 watt a 28 volt, raffreddamento e comunicazioni bidirezionali;
  • consegna di circa 1500 kg all'anno di carichi non pressurizzati, composta da 3 a 8 elementi, di cui ogni elemento necessitava un'alimentazione continua fino a 250 watt a 28 volt, raffreddamento e comunicazioni bidirezionali;
  • rientro del carico/smaltimento di circa 14000 kg all'anno, ovvero 55 m³ di carico pressurizzato;
  • smaltimento di 1500 kg di carichi non pressurizzati all'anno, composto da 3 a 8 elementi;
  • vari servizi di supporto a terra.
 
Dream Chaser in sviluppo, vista durante la preparazione di un drop-test nel 2013

Le missioni CRS-2 iniziarono nel novembre 2019 con il lancio della missione Cygnus NG-12.[52]

Missioni Cygnus Fase 2Modifica

Missioni Dragon 2Modifica

Missioni Cargo Dream ChaserModifica

NoteModifica

  1. ^ (EN) Jason Rhian, NASA continues Commercial "push" with CRS extension, su spaceflightinsider.com, Spaceflight Insider, 27 settembre 2014.
  2. ^ (EN) Chris Bergin, NASA lines up four additional CRS missions for Dragon and Cygnus, su nasaspaceflight.com. URL consultato il 19 aprile 2015.
  3. ^ (EN) Peter B. de Selding, SpaceX wins 5 new space station cargo missions in NASA contract estimated at $700 million, su spacenews.com, SpaceNews, 24 febbraio 2016. URL consultato il 17 luglio 2016.
  4. ^ (EN) NASA to Announce Space Station Resupply Services Contract, su nasa.gov. URL consultato il 21 ottobre 2019.
  5. ^ (EN) NASA Awards Space Station Commercial Resupply Services Contracts, su nasa.gov, NASA, 23 dicembre 2008.
  6. ^ Planetspace officially protest NASA’s CRS selection, su nasaspaceflight.com. URL consultato il 2 giugno 2015.
  7. ^ (EN) B-401016; B-401016.2, PlanetSpace, Inc., April 22, 2009, su gao.gov, GAO, 22 aprile 2009. URL consultato il 1º luglio 2020 (archiviato dall'url originale il 3 marzo 2016).
  8. ^ (EN) NASA Commercial Orbital Transportation Services, su nasa.gov, NASA. URL consultato il 15 ottobre 2012.
  9. ^ MISSION UPDATE: Dragon Capsule Has Reached Orbit, su space.com. URL consultato il 2 giugno 2015.
  10. ^ F9/DRAGON: PREPARING FOR ISS, su spacex.com. URL consultato il 2 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 15 novembre 2016).
  11. ^ SpaceX plans November test flight to space station, su google.com, AFP, 15 agosto 2011. URL consultato il 3 dicembre 2011.
  12. ^ Launch 8 | COTS Demo 2+, su spacexstats.com. URL consultato il 2 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 22 aprile 2015).
  13. ^ Stephen Clark, NASA expects quick start to SpaceX cargo contract, su spaceflightnow.com, SpaceFlightNow, 2 giugno 2012. URL consultato il 23 giugno 2012.
  14. ^ (EN) NASA Administrator Announces New Commercial Crew And Cargo Milestones, su nasa.gov, NASA, 23 agosto 2012.
  15. ^ (EN) Trent J. Perrotto, NASA Partner Orbital Sciences Test Launches Antares Rocket, su nasa.gov, NASA, 21 aprile 2013. URL consultato il 2 giugno 2015.
  16. ^ (EN) SpaceX wins 5 new space station cargo missions in NASA contract estimated at $700 million – SpaceNews.com, su spacenews.com, 24 febbraio 2016.
  17. ^ (EN) Cygnus docks with International Space Station, su gizmag.com, 29 settembre 2013. URL consultato il 1º ottobre 2013.
  18. ^ (EN) Antares home page, su orbital.com, Orbital Sciences, ottobre 2012. URL consultato il 13 ottobre 2012.
  19. ^ (EN) Antares press release, su orbital.com, Orbital Sciences, Ottobre 2012. URL consultato il 13 ottobre 2012.
  20. ^ (EN) NASA Celebrates Dragon's Return, su nasa.gov.
  21. ^ Worldwide Launch Schedule, su spaceflightnow.com, Spaceflight Now. URL consultato il maggio 28, 2012.
  22. ^ Worldwide Launch Schedule, su spaceflightnow.com, Spaceflight Now. URL consultato il 30 ottobre 2013.
  23. ^ (EN) Worldwide launch schedule, su spaceflightnow.com, Spaceflightnow, 22 novembre 2012. URL consultato l'8 luglio 2014.
  24. ^ a b (EN) Stephen Clark, Cargo manifest for SpaceX's 11th resupply mission to the space station – Spaceflight Now, su spaceflightnow.com. URL consultato il 3 giugno 2017.
  25. ^ (EN) CRS-5 Dragon successfully launched – Core ASDS landing attempted, su nasaspaceflight.com, NASASpaceFlight, 10 gennaio 2015. URL consultato il 15 gennaio 2015.
  26. ^ (EN) TDRS-M given priority over CRS-12 Dragon as launch dates realign, su Nasa Spaceflight.com, 26 luglio 2017.
  27. ^ (EN) SpaceX launches and lands its first used rocket for NASA, su theverge.com, The Verge. URL consultato il 15 dicembre 2017.
  28. ^ (EN) Chris Gebhardt, SpaceX CRS-15 Dragon arrives at ISS with science/crew supply payloads, su nasaspaceflight.com, 2 luglio 2018. URL consultato il 9 agosto 2018.
  29. ^ (EN) Dragon Attached to Station, Returns to Earth in January – Space Station, su blogs.nasa.gov, NASA. URL consultato l'8 dicembre 2018.
  30. ^ (EN) Falcon 9 successfully lofts CRS-16 Dragon enroute to ISS – Booster spins out but soft lands in water – NASASpaceFlight.com, su nasaspaceflight.com. URL consultato il 6 dicembre 2018.
  31. ^ Loren Grush, For the first time ever, a SpaceX Falcon 9 rocket fails to stick a ground landing, su The Verge, 5 dicembre 2018. URL consultato il 6 dicembre 2018.
  32. ^ Cygnus durante le missioni da CRS Orb-1 a CRS Orb-3 era di proprietà di Orbital Sciences
  33. ^ Orbital ATK make progress toward Return To Flight of Antares rocket, su NASASpaceflight.com, 14 agosto 2015.
  34. ^ a b c Dan Leone, NASA Orders Two More ISS Cargo Missions From Orbital ATK, su SpaceNews.com, 17 agosto 2015.
  35. ^ Dan Leone, NASA Considering More Cargo Orders from Orbital ATK, SpaceX, su SpaceNews.com, 20 agosto 2015.
  36. ^ Cygnus durante le missioni da CRS OA-4 a CRS OA-9E era di proprietà di Orbital ATK
  37. ^ (EN) Antares • Cygnus OA-9, su spaceflight101.com. URL consultato l'8 dicembre 2018.
  38. ^ (EN) Cygnus OA-9E delivers the science, won't be used as experiment module this flight, su NASASpaceFlight.com. URL consultato l'8 dicembre 2018.
  39. ^ Cygnus dalla missione NG-10 è era di proprietà di Northrop Grumman
  40. ^ (EN) Stephen Clark, Live coverage: Commercial Cygnus cargo craft arrives at space station, su Spaceflight Now. URL consultato l'8 dicembre 2018.
  41. ^ (EN) Jeff Fourst, Antares launches Cygnus on ISS cargo mission, su SpaceNews. URL consultato il 18 aprile 2019.
  42. ^ (EN) Chris Gebhardt, NG-11 Cygnus, S.S. Roger Chaffee, brings the science to ISS, su NASASpaceflight. URL consultato il 4 maggio 2019.
  43. ^ (EN) COMMERCIAL RESUPPLY SERVICES 2 – RFI NNJ14ZBG007L, su prod.nais.nasa.gov, NASA, 21 febbraio 2014. URL consultato il 24 febbraio 2014.
  44. ^ a b c (EN) International Space Station Commercial Resupply Services 2 Industry Day (PPT), su prod.nais.nasa.gov, NASA, 10 aprile 2014. URL consultato il 12 aprile 2014 (archiviato dall'url originale l'11 febbraio 2017).
  45. ^ a b (EN) Jeff Foust, Sierra Nevada Hopes Dream Chaser Finds "Sweet Spot" of ISS Cargo Competition, su spacenews.com, Space News, 17 marzo 2015.
  46. ^ (EN) Dan Leone, Weather Sat, CRS-2 Top U.S. Civil Space Procurement Agenda for 2015, su SpaceNews.com, 24 gennaio 2015.
  47. ^ a b (EN) Jeff Foust, Lockheed Martin Pitches Reusable Tug for Space Station Resupply, su spacenews.com, Space News, 13 marzo 2015.
  48. ^ (EN) Greg Avery, Lockheed Martin proposes building ISS cargo ship for NASA, su bizjournals.com, Denver Business Journal, 12 marzo 2015. URL consultato il 13 marzo 2015.
  49. ^ (EN) 'Jupiter' Space Tug Could Deliver Cargo To The Moon, su Aviation Week, 12 marzo 2015.
  50. ^ a b Sierra Nevada Corp. joins SpaceX and Orbital ATK in winning NASA resupply contracts, su washingtonpost.com, Washington Post, 14 gennaio 2016. URL consultato il 17 gennaio 2016.
  51. ^ (EN) NASA Awards International Space Station Cargo Transport Contracts, su nasa.gov, NASA, 14 gennaio 2016. URL consultato il 24 agosto 2017.
  52. ^ (EN) Audit of the Commercial Resupply Services to the International Space Station (PDF), su oig.nasa.gov, NASA Office of Inspector General, 26 aprile 2018. URL consultato il 18 febbraio 2020.

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