Jason-3, il prossimo lancio di SpaceX ed il rientro automatico del 1° stadio del Falcon 9, dove e perché

(Credit NASA)

NEWS SPAZIO :- E' programmata per Domenica prossima 17 Gennaio una nuova missione di SpaceX che lancerà in orbita il satellite NASA Jason-3 per una partnership internazionale guidata dalla NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) per osservazioni satellitari della topografia della superficie degli oceani.

Questa missione presenta parecchi elementi di novità, il primo tra tutti è che il lancio avverrà dalla costa occidentale degli Stati Uniti, in particolare dalla Vandenberg Air Force Base in California.

Falcon 9 partirà dallo Space Launch Complex 4 East alle 19:42:18 (ita) all'inizio della finestra di lancio che durerà 30 secondi. Se necessario vi sarà una nuova opportunità di lancio per il giorno successivo, alle ore 19:31:04.

Elemento importante di questo lancio è che il primo stadio del Falcon 9 (F9S1) tenterà un atterraggio autonomo dopo aver rilasciato il proprio payload.

Abbiamo ancora negli occhi lo storico atterraggio di F9S1 di meno di un mese fa dopo il lancio della missione Orbcomm-2. Questa volta però F9S1 non atterrerà sulla terraferma, ma proverà ad atterrare nuovamente sulla nave-piattaforma-robotica ASDS (Autonomous Spaceport Drone Ship) che lo aspetterà in un ben preciso punto dell'oceano – questa volta – Pacifico.

Alcuni dati sul satellite Jason-3. La sua missione durerà almeno 3 anni, con obiettivo di estenderla almeno fino a 5 anni. Il satellite consentirà di monitorare e misurare con precisione la superficie degli oceani globali, monitorare l'intensificazione dei cicloni tropicali e fare da supporto per le previsioni stagionali e costiere.

I dati registrati da Jason-3 saranno utili alla comunità scientifica ed alle aziende commerciali interessate alla circolazione oceanica ed ai cambiamenti climatici.

Jason-3 è il frutto di una collaborazione internazionale guidata da NOAA e comprendente NASA, CNES (Centre National d’Etudes Spatiales, l'Agenzia Spaziale Francese) ed EUMETSAT (European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites). Il satellite è stato realizzato da Thales Alenia.

Ed il fornitore del servizio di lancio orbitale per questa missione è l'azienda SpaceX.

E' anche la prima volta che verrà tentato un atterraggio di F9S1 sulla piattaforma ASDS nell'Oceano Pacifico. I due precedenti tentativi di atterrare F9S1 su ASDS (in attesa nell'Oceano Atlantico) non avevano avuto successo.

Nel primo di questi F9S1 era arrivato in prossimità di ASDS troppo veloce e con assetto sbagliato, distruggendosi nell'impatto.

Il 2° tentativo ha visto un notevole miglioramento nell'orientamento del veicolo spaziale, ma la velocità finale anche qui era troppo forte, provocando anche in questo caso l'esplosione di F9S1.

Ma come mai continuare nei tentativi di far atterrare F9S1 su di una "piccola" piattaforma in mezzo al mare che offre pochi margini di manovra, quando SpaceX ha già dimostrato che è in grado di far rientrare F9S1 direttamente sulla terraferma, a poca distanza dal sito di lancio?

Il punto è che ASDS è un componente fondamentale nella "vision" di SpaceX per il riuso dei futuri vettori di lancio, poiché non tutti i lanci di Falcon 9 possono far rientrare F9S1 sulla terraferma.

Ciò dipende da vari fattori. E' importante ricordare che in caso di atterraggio sulla terra (in uno dei possibili Landing Complex di SpaceX in Florida o California) come abbiamo visto il mese scorso,  dopo essersi separato dal 2° stadio+satellite il 1° stadio del Falcon deve fare "inversione ad U" e tornare indietro prima di iniziare la discesa.

F9S1 deve cioè orientarsi con i razzi di manovra per mettere i 9 motori principali in direzione opposta all'attuale verso di marcia, fare un'accensione di questi per tornare indietro ed al termine ri-orientarsi di nuovo di 180° per posizionare i motori principali "verso terra" per iniziare e gestire la discesa.

E tutto questo ha bisogno di propellente, risorsa preziosa e critica in ogni lancio spaziale.

In particolare, dipende tutto sia dalla massa che ha il payload (2° stadio + satellite) di F9S1 che dalla velocità che F9S1 deve imprimergli al raggiungimento dei 100 km di altitudine, altezza tipica in cui F9S1 termina il proprio lavoro e si separa dal 2° stadio. Sarà poi compito di quest'ultimo stadio continuare la missione per immettere il satellite nell'orbita designata, ma questa è proprio un'altra storia.

Ed è anche la tipologia dell'orbita di destinazione che concorre a determinare la velocità finale di F9S1 prima di separarsi. In termini molto generali, più tale orbita è lontana e maggiore velocità deve avere il payload.

Una richiesta di maggiore velocità significa che F9S1 deve essere in grado di produrre una maggiore quantità di energia, la quale come sappiamo viene generata dai motori che quindi dovranno consumare una maggiore quantità di propellente.

Se F9S1 ne consuma troppo non ne resterà a sufficienza per poter effettuare il rientro sulla terraferma. Ed in questi casi è necessario un "profilo di rientro" che consumi meno propellente, cioè un atterraggio nell'Oceano sulla nave-piattaforma ASDS che viene inviata nel punto di rendezvous.

Nel caso del lancio di Jason-3, il satellite che pesa appena 510 kg (per una massa-payload massima di circa 1,8 Tonnellate) deve però essere immesso in orbita 1380 km x 2328 km.

Falcon 9 tenterà quindi un atterraggio su ASDS nell'Oceano Pacifico.

(Credit SpaceX)

Stay tuned!