Artemis II posticipata per persistenti perdite di idrogeno

Le prove di rifornimento si interrompono: minuscole molecole ostacolano la missione lunare

Lunedì, presso il Kennedy Space Center, il finto conto alla rovescia della NASA per Artemis II si è scontrato con un problema familiare: gli ingegneri non sono stati in grado di domare le perdite di idrogeno emerse nel collegamento tra il razzo Space Launch System e la sua piattaforma di lancio mobile. La Wet Dress Rehearsal (WDR), durata due giorni, ha superato molte tappe fondamentali, ma un picco nei tassi di perdita di idrogeno liquido ha costretto i controllori a interrompere il countdown a T meno 5 minuti e 15 secondi e a iniziare lo svuotamento del veicolo. I dirigenti dell'agenzia hanno dichiarato che punteranno ora a marzo — la prima finestra di lancio disponibile si aprirà il 6 marzo alle 20:29 EST (01:26 UTC del 7 marzo) — come prima opportunità pratica per Artemis II, mentre i team esaminano la telemetria e pianificano una seconda prova di rifornimento.

Impossibile domare le perdite di idrogeno: cosa è andato storto

La perdita è apparsa nello stesso punto che aveva messo in difficoltà la NASA durante Artemis I: i Tail Service Mast Umbilicals (TSMU), una coppia di bracci di circa 9 metri che portano idrogeno e ossigeno liquidi criogenici dai serbatoi a terra fino allo stadio centrale del SLS. Sulla rampa, le piastre di connessione dei TSMU si accoppiano con le interfacce corrispondenti sul veicolo; al momento del decollo, dovrebbero separarsi in modo netto. Poiché l'idrogeno liquido deve essere mantenuto a circa −253 °C (−423 °F), le guarnizioni e i componenti flessibili possono variare in dimensioni e rigidità in modi che aprono percorsi di fuga microscopici. Le molecole di idrogeno sono le specie chimiche più piccole e leggere e possono fuoriuscire attraverso minuscole imperfezioni che risultano effettivamente invisibili a temperatura ambiente.

Gli ingegneri della NASA considerano normali piccoli trafilamenti e monitorano la concentrazione di idrogeno intorno all'interfaccia. I funzionari hanno stabilito una soglia di sicurezza rigorosa — circa il 4% di concentrazione di idrogeno nell'alloggiamento del connettore — oltre la quale le operazioni devono interrompersi. Durante la prova di questa settimana, tale soglia è stata superata più volte. I team hanno tentato misure di mitigazione durante l'esercitazione: interrompere il flusso di idrogeno liquido, lasciare che l'interfaccia si riscaldasse affinché le guarnizioni potessero riposizionarsi e regolare le portate del propellente. Gli addetti al rifornimento sono riusciti a caricare completamente il veicolo con i suoi oltre 2,8 milioni di litri (750.000 galloni) di propellente a un certo punto, ma un successivo picco nel tasso di perdita ha costretto a interrompere la simulazione del conto alla rovescia prima che il razzo passasse all'alimentazione interna e pressurizzasse i suoi serbatoi.

Impossibile domare le perdite di idrogeno: impatti sulla sicurezza e sulla tabella di marcia

Le perdite di idrogeno sono importanti perché influenzano direttamente la sicurezza del personale e del pubblico, e perché si ripercuotono sui rischi di ritardo. Quando la concentrazione di idrogeno sale oltre il limite di sicurezza, le squadre a terra devono sgomberare la rampa e interrompere le operazioni sensibili — esattamente ciò che è accaduto durante la WDR. La prova serviva a testare l'intera catena di eventi del lancio fino a poco prima del decollo, incluse le procedure finali di chiusura: un team a terra ha chiuso e messo in sicurezza il portellone della capsula Orion e si è preparato a sgomberare la rampa affinché il countdown potesse raggiungere la fase terminale. Una valvola sulla pressurizzazione del portellone di Orion ha richiesto un ulteriore serraggio durante queste attività di chiusura, e le comunicazioni di terra hanno subito interruzioni audio a causa degli effetti del freddo. Il picco della perdita ha impedito l'esecuzione degli ultimi controlli pre-volo — inclusa l'attivazione delle unità di potenza ausiliarie (APU) e il controllo direzionale dei motori dello stadio centrale — lasciando incompiute diverse procedure.

Poiché la WDR è una prova generale progettata per rivelare i problemi a terra piuttosto che al lancio, il ritardo va visto come una risposta ponderata: i dirigenti della NASA non stabiliranno una data di lancio definitiva finché non avranno esaminato i dati, mitigato i guasti e completato un'altra prova generale completa. Questo processo potrebbe essere gestito sulla rampa o potrebbe richiedere il ritorno del razzo al Vehicle Assembly Building per riparazioni e test aggiuntivi. Entrambe le scelte comportano costi in termini di tempo: il rientro nel VAB e le riparazioni richiedono in genere settimane; i ripetuti tentativi sulla rampa devono rientrare in finestre ristrette legate alla geometria orbitale per la traiettoria pianificata di Orion.

Profilo della missione e perché la finestra di marzo è importante

Artemis II è il primo test di volo con equipaggio nel piano della NASA per riportare gli esseri umani sulla Luna. Quattro membri dell'equipaggio — comandante, pilota e specialisti di missione — viaggeranno all'interno della navicella Orion per un sorvolo lunare che utilizza una traiettoria di ritorno libero attorno al lato lontano della Luna, garantendo che la navicella possa tornare in sicurezza sulla Terra in caso di problemi. La missione non prevede l'allunaggio, ma è un passo critico per validare Orion, il razzo SLS in modalità con equipaggio e le operazioni di terra integrate in vista delle missioni successive che mirano a far atterrare gli astronauti al polo sud lunare.

Poiché la posizione della Luna rispetto alla Terra vincola le traiettorie, Artemis II ha solo poche opportunità di lancio ogni mese che permettano il percorso di ritorno libero pianificato e un corridoio di rientro sicuro. La prima opportunità pratica dopo la WDR di questa settimana è il 6 marzo (finestra di due ore che si apre alle 20:29 EST), motivo per cui la NASA ha spostato l'obiettivo ufficiale a marzo per "la prima opportunità di lancio possibile" mentre i team preparano una seconda prova generale completa.

Lezioni operative e storia del problema delle perdite

La gestione dell'idrogeno è da tempo una sfida ingegneristica complessa per il volo spaziale. La campagna di Artemis I nel 2022 ha riscontrato comportamenti simili relativi alle perdite; il veicolo è stato infine lanciato dopo che i team hanno modificato le procedure di carico dell'idrogeno e adottato soluzioni operative. Questa storia influenza l'approccio attuale: invece di affrettare il lancio, i dirigenti stanno trattando l'esito della WDR come dati utili su cui agire, tornando ai laboratori di ingegneria e alle console di controllo volo per analizzare le letture dei sensori sull'interfaccia TSMU, il comportamento delle valvole e gli effetti ambientali, come l'aria fredda che questa settimana ha complicato i sistemi audio e le telecamere sulla rampa.

Le opzioni ora includono la ripetizione della WDR con le correzioni applicate, o il riportare il veicolo al Vehicle Assembly Building per modifiche all'hardware e ispezioni più approfondite. Un rollback può richiedere giorni per essere completato e settimane per eseguire i lavori correttivi; la ripetizione delle prove sulla rampa consuma anch'essa tempo prezioso nel calendario in base alla geometria lunare accettabile. I requisiti di sicurezza del volo aggiungono ulteriori vincoli — ad esempio, l'attivazione del sistema di terminazione del volo stabilisce una finestra operativa di 20 giorni legata ai preparativi per il lancio, il che influisce sulla tempistica dei possibili tentativi successivi.

Cosa significa questo per l'equipaggio e per il programma

L'equipaggio di Artemis II era in quarantena medica prima della prova; la NASA ha dichiarato che saranno rilasciati per riprendere l'addestramento e attendere la nuova data di lancio. Ritardi come questo disturbano i programmi degli astronauti, la prontezza della missione e le aspettative del pubblico, ma sono anche lo scopo esplicito di una WDR: rivelare e risolvere i problemi mentre il veicolo è ancora a terra. La NASA ha sottolineato che la sicurezza rimane la priorità assoluta per gli astronauti, i lavoratori e il pubblico, e che procederanno solo quando saranno certi che l'hardware e le procedure siano pronti.

Dal punto di vista del programma, l'incidente evidenzia i compromessi legati alla gestione di un sistema di lancio ampio e complesso: rampe di lancio mature, nuovi razzi per carichi pesanti e propellenti criogenici introducono ciascuno modalità di guasto che devono essere scovate durante i test. L'architettura Artemis — Orion, SLS, sistemi di terra e nuove pratiche operative — viene testata in tempo reale. I dati acquisiti durante questa WDR determineranno se l'agenzia potrà procedere verso un decollo a marzo, se avrà bisogno di una breve proroga per ulteriori test sulla rampa o se dovrà pianificare un rientro al VAB per riparazioni.

Per ora, gli ingegneri analizzeranno minuziosamente la telemetria dei sensori del serbatoio e degli ombelicali, esamineranno il comportamento di guarnizioni e valvole a temperature criogeniche e testeranno le soluzioni nei laboratori hardware. L'obiettivo non è solo risolvere questa particolare perdita, ma convergere su una procedura ripetibile e a basso rischio per il rifornimento del razzo nelle operazioni con equipaggio — un passo necessario prima che il programma Artemis possa eseguire le sue prossime missioni a rischio più elevato per riportare l'uomo sulla superficie della Luna.

Fonti

• NASA (materiale stampa sulla Wet Dress Rehearsal di Artemis II e sulle operazioni di lancio)
• Kennedy Space Center (operazioni sulla rampa di lancio e nel Vehicle Assembly Building)
• Briefing tecnici del programma Artemis della NASA e documentazione del sistema SLS/Orion