Velivolo spaziale Soyuz

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Soyuz (Saiùs, Союз, unione) rappresenta una serie di velivoli spaziali sviluppati da Sergei Korolev per il programma spaziale dell'Unione Sovietica. Le Soyuz succedevano alle Voskhod e utilizzavano parte del progetto precedente e inizialmente facevano parte del programma Luna. I velivoli spaziali erano lanciati dai Lanciatori Soyuz e facevano parte del programma Soyuz e in seguito del programma Zond. In seguito furono utilizzate per trasportare in orbita gli astronauti alla stazione spaziale Salyut, Mir e alla Stazione Spaziale Internazionale. Il primo volo senza equipaggio della Soyuz si ebbe il 28 novembre 1966. Il primo volo con equipaggio si svolse il 23 aprile 1967.

Indice 1 Progetto del velivolo spaziale 2 Le molte versioni del Soyuz 3 Altri progetti 4 Collegamenti esterni

[modifica] Progetto del velivolo spaziale

Un velivolo spaziale Soyuz è formato di tre parti, il modulo orbitale, la capsula di rientro e il modulo di servizio. Alloggiare gli strumenti in un modulo orbitale che non deve rientrare nell'atmosfera permette di aver a disposizione molto spazio dato che non vi deve essere scudo termico o altre attrezzature atte a rallentare da discesa nell'atmosfera. Il modulo di comando dell'Apollo forniva 6 m³ di spazio per gli astronauti per una massa di 5.000 kg. Il modulo Soyuz forniva 9 m³ di spazio per gli astronauti, più il modulo di servizio con la stessa massa dell'Apollo.

Il Soyuz poteva trasportare tre cosmonauti e provvedere alla loro vita per 3,2 giorni. Il supporto vitale provvedeva a fornire azoto e all'ossigeno dell'atmosfera come se fossero al livello del mare. L'atmosfera veniva rigenerata con dei cilindri KO₂ che assorbivano la maggior parte della CO₂ e del vapore acqueo e generavano l'ossigeno. La parte rimanente di CO₂ era assorbita da cilindri di LiOH che producevano ossigeno.

Il veicolo è protetto da uno scudo che viene sganciato una volta superata l'atmosfera. Il veicolo è dotato di un sistema di aggancio automatico, è in grado di operare autonomamente o tramite controllo di un pilota o tramite controllo da terra.

Posteriormente si trova il modulo orbitale. Alloggia le apparecchiature per gli esperimenti e tutto quello che non sarà necessario per il rientro come le macchine fotografiche, il carico e altro. Contiene il portellone di aggancio orbitale e può essere isolato dal modulo di discesa se necessario. In caso di necessità può fungere da Airlock durante la discesa.

Il modulo di discesa è utilizzato per il rientro in atmosfera sulla Terra. È coperto da una copertura termoresistente che protegge il modulo durante il rientro. Viene rallentato inizialmente in atmosfera di dei paracadute che in seguito lasciano il posto al paracadute principale che rallenta ulteriormente la velocità di discesa. A 1 metro da terra si attivano dei motori alimentati da combustibile allo stato solido che permettono un atterraggio morbido del modulo. I requisiti iniziali di progetto prevedevano una geometria del modulo di rientro che sfruttasse al massimo lo spazio utile. La soluzione migliore è la sfera ma la sfera non consente un buon rientro in atmosfera dato che permette solo un rientro balistico cioè un rientro che frutta solamente la resistenza dell'aria per dissipare l'energia. I rientri balistici sottopongono gli occupanti a delle brusche decelerazioni, non possono essere controllati e sottopongono le navette a delle elevatissime sollecitazioni termiche. Si decise quindi di realizzare un modulo di rientro a semisfera collegato ad un cono con angolo di 7° (forma detta a faro). La sezione sferica sarebbe stata utilizzata per lo scudo termico. Questa figura geometrica permette di dissipare bene l'energia dovuto all'attrito e una distribuzione diseguale dei pesi permette a parte dell'energia termica di disperdersi sui lati inferiori. Il nome della geometria fu scelto in un periodo in cui quasi tutti i fari erano circolari.

Nella parte posteriore del veicolo si trova il modulo di servizio. È un modulo pressurizzato con una forma simile a quella di una lattina rigonfia e al suo interno contiene il pannello di gestione della corrente, la radio a lunga distanza, il controllo temperatura, la telemetria radio, e gli strumenti per il controllo e l'orientazione del veicolo. La parte non pressurizzata contiene il motore principale e i pezzi di ricambio. Contiene anhce i serbatoi per il sistema di propulsione per le manovre spaziali e il rientro a Terra. Fuori dalla navetta tre piccoli motori per regolare l'orentamento in orbita, si trovano i sensori che rilevano la posizione del Sole e i pannelli solari che si orientano a seconda della rotazione del Sole.

[modifica] Le molte versioni del Soyuz

La prima Soyuz progettata per il volo umano era denominata 7K-OK. Poteva supportare tre cosmonauti in un ambienti pressurizzato. Sebbene fosse dotata di un portello questo era passivo e permetteva solamente l'unione di due navette. Se un astronauta avesse voluto transitare in un altra navetta avrebbe dovuto indossare la tuta spaziale cose che in effetti avvenne quando i cosmonauti passarono dalla Soyuz 4 alla Soyuz 5. Questa navetta era sviluppata per viaggiare intorno alla Luna.

LA 7K-L1 era progettata per portare degli uomini dalla Terra in orbita lunare. Era basata sul modello 7K-OK ma molti componenti esterni erano scoperti per ridurre il peso. La modifica maggiore era la rimozione del modulo orbitale (spazio aggiuntivo a disposizione per gli equipaggiamenti) e il paracadute di riserva. Era la maggior speranza russa per il volo intorno alla Luna. Test nel programma Zond dal 1968 al 1970 portarono guasti a ripetizione nei sistemi di rientro della navetta. L'obiettivo venne abbandonato quando erano rimaste due 7K-L1.

Il nuovo velivolo si chiamava 7K-OKS. Era disegnato per essere una stazione spaziale e aveva un portellone di aggancio per permettere il transito tra due veicoli. Ha volato solo due volte. Durante il rientro della seconda missione la Soyuz 11 si è depressurizzata uccidendo i membri dell'equipaggio.

La completa riprogettazione della navetta portarono alla 7K-T. Questa versione eliminava il posto di un astronauta in modo da consentire agli altri due di indossare le tute spaziali durante la partenza e il rientro. I pannelli solari vennero rimpiazzati con batterie, questo ridusse la durata dei voli a due giorni.

Una versione modificata era la Soyuz 13 che invece di avere il portellone di aggancio era stata installata una fotocamera astrofisica Orion 2 per ottenere immagini della Terra e del cielo.

Un'altra versione modificata era la 7K-T/A9 usata per volare alla stazione spaziale militare Almaz. Era dotata di un sistema di controllo remoto per la stazione spaziale e di un nuovo sistema di paracaduti, le altre modifiche sono tuttora classificate e quindi ignote.

Il Soyuz ASTP venne progettato durante il Programma test Apollo-Soyuz. Le modifiche sono state suggerite dagli Americani e servivano ad innalzare il livello di sicurezza dei veicoli. La Soyuz ASTP era dotata di nuovi pannelli solari che incrementavano la durata della missione, di un connettore di aggancio universale a differenza del connettore maschio usato precedentemente. Inoltre si decise di ridurre la pressione a 0,68 atmosfere (69 Kpascal) prima dell'aggancio con l'Apollo. L'ultimo volo di questa versione fu con il Soyuz 22 e in quel caso si sostituì il connettore universale con una macchina fotografica.

La nuova riprogettazione portò la Soyuz T. Vennero migliorati i pannelli solari in modo da poter estendere la missione. Venne utilizzato il nuovo sistema di rendezvous Igla e un nuovo sistema di manovra venne installato sul modulo di servizio.

Il Soyuz TM venne prodotto nel 1986 per trasportare i membri dell'equipaggio nella stazione spaziale Mir. Rispetto alla versione T veniva introdotto un nuovo sistema di aggancio e di rendezvous. Un nuovo apparato di comunicazione radio, un nuovo sistema di emergenza, un nuovo sistema di paracadute atterraggio e un nuovo motore. Il nuovo sistema Kurs di rendezvous e il nuovo sistema di aggancio permetteva alla Soyuz TM di manovrare indipendentemente dalla stazione spaziale che non era più costretta ad eseguire manovre speculari alla Soyuz per consentirne l'aggancio.

Una versione leggermente modificata la Soyuz TMA è tuttora in usa. Le principali modifiche sono state richieste dall'agenzia spaziale americana NASA. Le modifiche inclusero maggior spazio per l'equipaggio e un migliore sistema di paracaduti. È inoltre il primo veicolo non riutilizzabile dotato della cabina di guida in vetro.

La navetta Progress è derivata dalla Soyuz e viene utilizzata per trasportare rifornimenti alla stazione spaziale. Il velivolo spaziale cinese Shenzhou è stato profondamente influenzato dal progetto della Soyuz. Nel 2004 la Agenzia Spaziale Russa ha annunciato che il Soyuz sarà rimpiazzato all'inizio del 2011 dalla navetta Kliper.

[modifica] Altri progetti

• Commons contiene file multimediali su Velivolo spaziale Soyuz

[modifica] Collegamenti esterni

• (EN) Mir Hardware Heritage, David S.F. Portree, NASA RP-1357, 1995
• (EN) Informazioni sulla navetta Soyuz