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Atlas V
razzo vettore statunitense Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
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Il razzo Atlas V è un veicolo di lancio non riutilizzabile (in inglese Expendable Launch Vehicle) di classe media costruito originariamente da Lockheed Martin ed ora dalla United Launch Alliance (ULA), la joint venture Lockheed Martin-Boeing. È il razzo attivo statunitense più longevo. Nell'agosto 2021, l'ULA ha annunciato che Atlas V sarebbe stato ritirato e tutti i 29 lanci rimanenti sarebbero stati venduti. Al 5 giugno 2024 rimangono 16 lanci. Aerojet Rocketdyne sviluppa e costruisce i booster principali (AJ-60A) dell'Atlas V. Il razzo, costruito a Decatur, in Alabama, è composto da un primo stadio alimentato a cherosene ed ossigeno liquido, che utilizza un motore russo RD-180, ed uno stadio superiore Centaur a idrogeno e ossigeno liquidi. Alcune configurazioni utilizzano dei razzi impulsori aggiuntivi. Tutti assieme, questi componenti sono riferiti come il razzo vettore Atlas V.
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Nei suoi 99 lanci effettuati, dal volo inaugurale nell'agosto 2002 a ottobre 2023, l'Atlas V ha avuto una percentuale di successo quasi perfetta (98,93%).[3] Durante il volo del 15 luglio 2007, un'anomalia nello stadio superiore determinò lo spegnimento anticipato dello stadio Centaur, che rilasciò il carico utile — una coppia di satelliti di sorveglianza oceanici — in un'orbita più bassa di quanto pianificato.[4] Tuttavia il National Reconnaissance Office che commissionò i satelliti, ha comunque catalogato la missione come un successo.[5]
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Storia
Riepilogo
Prospettiva
L'Atlas V è tra gli ultimi membri della famiglia di razzi Atlas, che deriva dal missile Atlas; è un diretto discendente dei precedenti Atlas II e specialmente dell'Atlas III. Molti elementi strutturali della propulsione e dell'avionica sono o identici o diretti derivati da quelli usati nei precedenti lanciatori.
Il più evidente cambiamento esterno è ai serbatoi del primo stadio: questi non usano più una paratia intermedia di 10 ft di diametro in acciaio inossidabile né la tecnica ad '1,5 stadi' in cui due motori venivano espulsi a metà del volo e un terzo continuava a fornire propulsione per tutto il tragitto da terra all'orbita, ma invece si utilizza un primo stadio in acciaio saldato di 12,5 ft diametro molto più simile alla famiglia di lanciatori Titan o al serbatoio esterno dello Space Shuttle.
L'Atlas V è stato sviluppato da Lockheed Martin Commercial Launch Services come parte del programma Evolved Expendable Launch Vehicle della USAF. Il termine expendable launch vehicle (veicolo di lancio non riutilizzabile) è usato per indicare che il razzo è utilizzabile una sola volta. I lanci avvengono dal Space Launch Complex 41 a Cape Canaveral Air Force Station e dal Space Launch Complex 3 East della Vandenberg Air Force Base per i lanci verso orbite polari.
Il primo Atlas V è stato lanciato il 21 agosto 2002; da allora 99 lanci con l'Atlas V sono stati effettuati con successo fino a ottobre 2023 se si eccettua l'anomalia del 2007. La famiglia dell'Atlas V usa un motore singolo, il russo RD-180 il quale alimenta un Common Core Booster (CCB), con fino a cinque razzi impulsori aggiuntivi a propellente solido (forniti da Aerojet Rocketdyne). Il CCB ha un diametro di 3,8 metri, un'altezza di 32,5 m ed usa 284 450 kg di ossigeno liquido e RP-1 come propellente. Il razzo rimane in funzione per circa quattro minuti e imprime una spinta iniziale superiore ai 4 MN. La maggior parte di questa spinta è fornita dal motore russo RD-180, che da solo fornisce ben 4 152 MN.
Lo stadio superiore Centaur usa un serbatoio per il propellente a pressione stabilizzata ed è alimentato con propellenti criogenici. Lo stadio Centaur per l'Atlas V è ridotto ad 1,68 m ed è propulso da due motori Pratt & Whitney RL10A-4-2, ognuno in grado di imprimere una spinta di 99,2 kN. Gli avanzamenti operativi e di affidabilità che sono stati apportati alla variante RL10A-4-2 sono quindi disponibili per questa configurazione. La unità di navigazione inerziale (INU) del Centaur provvede alla guida e navigazione sia per l'Atlas che per il Centaur e controlla la pressione del serbatoio e l'uso del propellente sempre per ambedue. I motori del Centaur sono in grado di essere accesi molteplici volte nello spazio permettendo l'inserimento in orbita terrestre bassa e, dopo un periodo di stazionamento, l'inserimento in una orbita di trasferimento geostazionaria. Una successiva terza accensione dopo un periodo di stazionamento di molte ore permette l'inserimento dei carichi utili in orbita geostazionaria. Il Centaur ha la più alta proporzione di propellente relativa alla massa totale rispetto a tutti gli altri moderni stadi superiori e quindi può inserire dei carichi utili di massa cospicua in orbite ad alta energia.
Molti sistemi sull'Atlas V sono stati migliorati sia prima del primo volo dell'Atlas V che dopo. Un miglioramento alla Fault Tolerant INU (FTINU) è stato completato per migliorare l'affidabilità delle missioni dei veicoli Atlas.
Il più pesante carico utile mai lanciato da un Atlas V in orbita terrestre bassa è della versione N22 ed è stato nel volo di prova della CST-100 Starliner della Boeing, nel maggio 2022 (13.000 kg).[6] I satelliti più pesanti inviati invece in orbita geostazionaria sono i cinque MUOS, satelliti militari per telecomunicazioni, pesanti poco meno di 7 tonnellate.
Anomalia del 2007
L'unico evento anomalo nella storia del sistema di lancio Atlas V avvenne il 15 giugno 2007, quando il motore dello stadio superiore Centaur di un Atlas V si spense prima del previsto, rilasciando il proprio carico utile, ovvero una coppia di satelliti di sorveglianza L-30 del National Reconnaissance Office, in un'orbita più bassa del programmato[4]. La causa dell'anomalia fu rintracciata in una valvola allentata. Sostituire la valvola condusse ad un ritardo nel successivo lancio di un Atlas V[7].
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Sviluppi
L'Atlas V-Heavy, detto anche configurazione HLV, era un progetto per una versione pesante dell'Atlas V, che avrebbe utilizzato tre stadi Common Core Booster (CCB) per sollevare un carico utile di 29.400 kg nell'orbita terrestre bassa. ULA dichiarò che sarebbe stato disponibile 30 mesi dopo l'ordine[8]. Circa il 95% dell'hardware richiesto per l'Atlas HLV è già stato utilizzato nei voli dell'Atlas V, tuttavia il progetto è stato annullato perché giudicato troppo costoso dal governo statunitense per soddisfare la sua lista di lanci.[9]
Nel 2015, ULA ha annunciato che i booster a razzo solido (SRB) AJ-60A prodotti dall'Aerojet Rocketdyne, allora in uso sugli Atlas V, sarebbero stati sostituiti dai nuovi booster GEM 63 prodotti da Northrop Grumman Innovation Systems. La versione migliorata GEM 63XL verranno utilizzati anche sul veicolo di lancio Vulcan Centaur che sostituirà l'Atlas V.[10] Il primo lancio dell'Atlas V con i booster GEM 63 è avvenuto il 13 novembre 2020.[11][12]
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Versioni
Riepilogo
Prospettiva
Ogni lanciatore Atlas ha una designazione a tre cifre che è determinata dalle caratteristiche del razzo. La prima cifra è il diametro in metri della carenatura a cono (sulla testa del lanciatore) ed è di quattro o cinque e "N" per i lanci delle capsule dell'equipaggio (poiché non viene utilizzata la carenatura del carico utile quando viene lanciata una capsula dell'equipaggio). La seconda cifra indica il numero di booster a propellente solido attaccati alla base del lanciatore e può variare da zero a tre con la carenatura da 4 metri e da zero a cinque con la carenatura da 5 metri. La terza cifra indica il numero di motori dello stadio Centaur, che sono uno o due. Centaur a motore singolo (Single-engine Centaur, SEC) sono utilizzati tipicamente per satelliti da posizionare in orbita di trasferimento geostazionaria o che devono raggiungere la velocità di fuga. I Centaur a doppio motore (Dual-engine Centaur, DEC) sono invece usati per satelliti da inserire in orbita terrestre bassa.
Per esempio, la versione 552 dell'Atlas V si riferisce ad un lanciatore con carenatura da cinque metri, con cinque razzi impulsori e con uno stadio Centaur con doppio motore. Una versione 431 indica un lanciatore Atlas V con carenatura di quattro metri con tre razzi impulsori ed un Centaur a motore singolo.
- Lanciatori confrontabili
Angara - Ariane 5 - Chang Zheng 5 - Delta IV - Falcon 9 - Proton
Capacità
Data della lista: 8 agosto 2019[13]
- Stadio superiore
- SEC – Single Engine Centaur (1 motore RL-10)
- DEC – Dual Engine Centaur (2 motori RL-10)
- Stato
Operativo
Ritirato
Non sviluppato
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Lanci rilevanti
Riepilogo
Prospettiva
Il primo carico utile lanciato fu il satellite per comunicazioni Hot Bird 6, mandato in orbita di trasferimento geostazionaria (GTO) il 21 agosto 2002 da un Atlas V 401.[19]
Il 12 agosto 2005, il Mars Reconnaissance Orbiter venne lanciato a bordo di un veicolo di lancio Atlas V 401 dallo Space Launch Complex 41 presso la Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS). Lo stadio superiore Centaur completò le sue accensioni in un periodo di 56 minuti, posizionando MRO in un'orbita di trasferimento interplanetaria verso Marte.[20]
Il 19 gennaio 2006, la sonda New Horizons fu lanciata da un razzo Atlas V 551.[21] Fu il primo lancio della configurazione Atlas V 551 con cinque razzi a propellente solido e il primo Atlas V con un terzo stadio, che venne aggiunto per arrivare alla velocità di fuga della Terra (11,2 km/s) e inserirsi su una traiettoria verso il sistema solare esterno per raggiungere Plutone. Quando si separò l'ultimo stadio, la sonda aveva raggiunto una velocità record al lancio di 16,2 km/s, che gli consentì di oltrepassare l'orbita lunare in sole 9 ore, e raggiungere Giove in 13 mesi.[22]
L'8 dicembre 2016, la missione di ritorno del campione di un asteroide OSIRIS-REx venne lanciata su un Atlas V 411. Arrivata all'asteroide Bennu nel dicembre 2018 è ripartita verso la Terra per riportare un campione nel settembre 2023.[23]
Le prime quattro missioni dello spazioplano Boeing X-37B sono state lanciate con successo con l'Atlas V. L'X-37B, noto anche come Orbital Test Vehicle (OTV), è un veicolo spaziale robotico riutilizzabile gestito dall'USAF. Il primo atterraggio della base aeronautica di Vandenberg sulla pista di 4.600 m dello Space Shuttle è avvenuto nel dicembre 2010.[24]
Il 20 dicembre 2019, la capsula Starliner è stata lanciata per la prima volta in una missione di prova orbitale senza equipaggio, la Boe-OFT. Il veicolo di lancio Atlas V ha funzionato perfettamente, ma un'anomalia della capsula le ha fatto raggiungere un'orbita troppo bassa rispetto alla destinazione del volo, la ISS; la missione è stata quindi interrotta anticipatamente.[25]
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Ritiro e sostituto
Riepilogo
Prospettiva
Il conflitto russo-ucraino, iniziato nel 2014, ha portato a un tentativo di sostituire il motore RD-180 fornito dalla Russia e utilizzato sul booster di primo stadio dell'Atlas V. Gli studi che ne seguirono portarono alla decisione dell'ULA di sviluppare il nuovo veicolo di lancio Vulcan Centaur per sostituire gli esistenti Atlas V e Delta IV.[26]
Nel settembre 2014, ULA ha annunciato una partnership con Blue Origin per sviluppare il motore BE-4 LOX a metano per sostituire l'RD-180 dei booster del primo stadio. Poiché il nucleo dell'Atlas V è progettato attorno al carburante RP-1 (cherosene) e non può essere adattato per utilizzare un motore alimentato a metano, è in fase di sviluppo un nuovo primo stadio. Questo booster avrà lo stesso diametro del serbatoio del primo stadio del Delta IV e sarà alimentato da due motori BE-4 aventi una spinta da 2400 kN.[27] Il motore era già al terzo anno di sviluppo da parte di Blue Origin e ULA prevedeva che il nuovo stadio iniziasse a volare dal 2019. Il Vulcan dovrebbe lanciare in orbita i satelliti di Amazon che formeranno la rete del progetto Kuiper, tuttavia il lancio inaugurale fu rinviato prima al 2021 e poi al 2023.[28]
La ULA, dopo l'ultimo acquisto di motori RD-180, nel 2021 ha annunciato che ritirerà l'Atlas V e che rispetterà i lanci già venduti, l'ultimo dei quali è previsto per la metà degli anni 2020.[29]
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Lanci dell'Atlas V
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Note
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Collegamenti esterni
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