STP-2 Mission: Il Falcon Heavy fra LEO e MEO

Il Dipartimento della Difesa (DoD) statunitense ha commissionato alla SpaceX Il lancio di un Falcon Heavy con un obiettivo speciale: posizionare 24 satelliti nelle loro rispettive orbite fra l’orbita bassa terrestre (LEO) e l’orbita media terrestre (MEO). Questa è la seconda missione del “Space Test Program” (STP-2), la prima con la SpaceX, e la più complessa mai affrontata dalla compagnia.
Fra i carichi troviamo DXT, COSMIC-2, GPIM, OCULUS, OBT, NPSAT, PROX-1 e E-TBEx.
La LEO si estende dai 160-200 km fino ai 2000 km d’altitudine.
La MEO si estende dai 2000 km fino ai 35786 km, raggio che coincide con l’Orbita Geosincrona.
Il Lancio è previsto dalla piattaforma LC-39A di Cape Canaveral alle 23:30 ET di oggi 24 Giugno (5:30 del 25 Giugno in Italia).
E’ previsto il recupero di tutti i booster del primo stadio, ed entrambi i gusci del vano di carico.

Il Carico

Vediamo di seguito le caratteristiche dei vari carichi:

DXT – letteralmente: “Directorate’s Demonstration and Science eXperimenTs”, si tratta di un velivolo sviluppato dal laboratorio di ricerca spaziale dell’Air Force statunitense ed ha come scopo lo studio delle radiazioni nella MEO, ed ospiterà 3 esperimenti principali:
– WPIx (Wave Particle Interaction eXperiment) che studierà le interazioni onda-corpucolo a frequenze molto basse (VLF).
– SWx (Space Weather Experiments) misurerà e mapperà la distribuzione di protoni energetici, elettroni e plasma a bassa energia all’interno della magnetosfera per migliorare i modelli dell’ambiente spaziale per la progettazione di navicelle e missioni.
– SFx (Space Environment Effects) studierà gli effetti dell’ambiente presente alle altitudini della MEO su componenti elettrici, circuiti e materiali. Questo esperimento include anche l’esperimento SET della NASA (Space Environment Testbeds) che studierà gli effetti delle radiazioni provenienti dal Sole e come mitigarle.

COSMIC-2 è una costellazione di 6 satelliti che fornirà dati per la nuova generazione di GNSS-RO (Global Navigational Satellite System Radio Occultation). I dati dell’occultamento radio sono raccolti misurando le variazioni nei segnali radio dovute al fatto che questi vengono riflessi da terra nell’atmosfera, permettendone così di determinarne temperatura ed umidità. I dati raccolti potranno essere utili anche per le previsioni meteorologiche e nelle ricerche correlate alla ionosfera, le ricerche sul clima, e sulla gravità.
COSMIC-2 è un progetto frutto della cooperazione di NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), USAF (U.S. Air Force), JPL (Jet Propulsion Lab) della NASA, NSPO (Organizzazione Nazionale per lo Spazio) di Taiwan, SSTL (Surrey Satellite Technology Limited) britannico, INPE ( Instituto Nazionale di Ricerche Spaziali) del Brasile, ed il BoM (Ufficio di Meteorologia) australiano.

GPIM (Green Propellant Infusion Mission) è un dimostratore tecnologico sviluppato dalla NASA per testare dei propellenti meno tossici degli attuali (come ad esempio la diffusissima idrazina) nei sistemi propulsivi a monopropellente. Per rendere un’idea di quanto possano essere tossici basti ricordare che quando lo Space Shuttle atterrava dalle sue missioni veniva accolto da un team che si preoccupava di svuotare i contenitori di bordo dall’idrazina presente prima di iniziare la procedure di recupero. Questa veniva utlizzata per alimentare i generatori di bordo e come propellente per il sistema RCS che faceva orientare la navicella e per effettuare delle correzioni di traiettoria, come porsi in traiettoria di rientro.
Il nuovo propellente che verrà testato è il Nitrato di Idrossilammonio (HAN, formula bruta: NH₃OHNO₃), e l’uso di questo propellente garantirebbe delle procedure di carico meno pericolose, e quindi più veloci e meno costose. Inoltre dovrebbe essere il 50% più efficiente circa dell’idrazina.

Oculus-AWS è stato sviluppato dagli studenti del Michigan Technological University in Houghton MI per
fornire suppoto agli osservatori a terra che tentano di determinare l’assetto e la configurazione di un veicolo spaziale utilizzando immagini ottiche non risolte.

OTB (Orbital Test Bed) è una piattaforma modulare sviluppata dalla General Atomics Electromagnetic Systems per testare e validare tecnologie. Ospita al suo interno vari dimostratori tecnologici, come il Deep Space Atomic Clock  (Orologio atomico dello spazio profondo) che sarà molto più preciso degli orologi di navigazione esistenti. Basato su ioni di mercurio, dovrebbe accumulare uno scarto di circa 1 nanosecondo in 10 giorni, che equivarrebbero ad 1 microsecondo in 10 anni.

NPSat ospita due esperimenti realizzati dal Laboratorio di Ricerca Navale (NRL) per monitorare lo space weather (tempo meteorologico spaziale) e fare da supporto allo Space Situational Awareness (SSA): progetto portato avanti dall’ESA per monitorare indipendentemente il tempo metereologico spaziale. Include anche lo studio di strutture di elettroni ionosferici causa di scintillazioni radio che disturbano le comunicazioni e la navigazione. Condurrà l’esperimento CERTO ( Coherent Electromagnetic Radio Tomography), che insieme a delle sonde di Langmuir permetterà di sviluppare un modello più accurato della ionosfera.

PROX-1 è un microsatellite sviluppato dagli studenti del Georgia Institute of Technology nel programma di sviluppo di nanosatelliti dell’USAF per dimostrare la possibilità di operazioni ravvicinate fra satelliti e persino rendezvous. Rilascerà ad un’altitudine di 720 km il cubesat LightSail 2 sviluppato dalla Planetary Society. Si tratta di un dimostratore tecnologico per l’uso delle vele solari in orbita terrestre. Il cubesat dispiegherà una vela solare, composta da quattro teli triangolari di Mylar affiancati per una superficie totale di 32 m², che attraverso la pressione di radiazione esercitata dalla luce che la illumina scambia quantità di moto e quindi ottiene una spinta. Attraverso il controllo dell’orientazione fra la vela e la radiazione solare il cubesat dovrebbe acquisire una spinta in modo tale da far alzare l’apogeo della sua orbita nel corso di svariati giorni.

E-TBEx: sono due cubesat gemelli che misureranno le distorsioni di segnali radio nella ionosfera emessi da 8 locazioni orbitali, che saranno i 2 E-TBEx e dai 6 satelliti della costellazione COSMIC-2.

LEO (Launch Environment Observer) & StangSat sono due cubesat che misureranno la temperatura e le vibrazioni dell’ambiente durante il lancio e proveranno per la prima volta la comunicazione WI-FI fra due cubesat.

PSAT: è un cubesat che fornirà la capacità di trasmissione in tutto il globo di dati radioamatoriali in supporto a studenti e ricercatori in tutto il mondo.

TEPCE è un cubesat dimostratore tecnologico che testerà la fattibilità di usare una propulsione elettrodinamica in orbita terrestre facendo interagire elettromagneticamente il satellite con il campo elettromagnetico terrestre attraverso un cavo conduttore lungo 1 km. Le forze elettodinamiche presenti permetterebbero al satellite di scambiare quantità di moto con il campo elettromagnetico terrestre. L’obiettivo della missione è riuscire ad eseguire manovre orbitali senza consumare carburante. Sono presenti due TEPCE collegati fra loro dal cavo.
Un esperimento simile fu condotto dall’ASI nel Luglio del 1992 attraverso il TSS-1 (Theathered Satellite System 1) portato in orbita dallo Space Shuttle Atlantis nella missione STS-46.

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Diretta ed Animazione

L’animazione che mostra tutte le fasi previste di rilascio dei satelliti:

Link alla Diretta:

Fonti: SpaceX , Wikipedia