Nel 1961, un astronauta americano ha raggiunto lo spazio per la prima volta e si è librato nei cieli in una capsula a forma di goccia di gomma.

Da allora, la gente è volata sulla luna, creato aerei spaziali e progettato razzi che tornano sulla Terra per atterraggi di precisione. Ma quando gli astronauti decollano il prossimo anno dal suolo degli Stati Uniti per la prima volta in sei anni, il loro veicolo preferito sarà un'altra capsula.

Boeing Co. e SpaceX si affidano al design collaudato poiché le due società sviluppano ciascuna veicoli spaziali con contratti della NASA per trasportare gli astronauti alla Stazione Spaziale Internazionale.

Nonostante le eleganti astronavi delle fantasie fantascientifiche o il familiare corpo alato della navetta, gli ingegneri sono tornati alla capsula apparentemente goffa ancora e ancora per un semplice motivo:funziona.

"La capsula è una tecnologia molto resistente, " ha detto Matthew Hersch, assistente professore di storia della scienza all'Università di Harvard. "Potrebbe non essere romantico volare, ma ti porterà lì e indietro sano e salvo".

Dalla fine del programma navetta, gli Stati Uniti hanno fatto affidamento sulla Russia per trasportare i suoi astronauti da e verso la stazione spaziale nella navicella spaziale Soyuz, un'altra capsula.

Boeing e SpaceX hanno affermato di essere fiduciosi che i loro veicoli voleranno l'anno prossimo, nonostante i recenti rapporti dell'Ufficio di responsabilità del governo degli Stati Uniti che rilevano che i ritardi per le due società hanno spinto i primi voli di prova oltre la scadenza iniziale.

Il nuovo veicolo spaziale ha una serie di funzioni che non erano disponibili sulle capsule precedenti:display touch-screen, grandi finestre, elettronica più potente e materiali più leggeri.

Anche le tute spaziali che indosseranno gli astronauti sono state ridotte. SpaceX ha pubblicato diverse foto della sua tuta spaziale, che, secondo l'amministratore delegato Elon Musk, è stato testato per garantire che gli astronauti sarebbero rimasti al sicuro anche se la pressione nella capsula fosse diminuita improvvisamente. La tuta spaziale "Boeing blue" di Boeing è circa il 40% più leggera delle tute precedenti, e i guanti sono stati appositamente progettati per consentire agli astronauti di interagire con i touch screen.

Nei primi giorni del programma spaziale statunitense, gli astronauti si lamentavano di cavalcare tutto ciò che consentiva un controllo umano così limitato. Prendere in prestito il nome da qualcosa che ingoi non ha aumentato il fascino.

Inizialmente, c'era un grande entusiasmo nel far sembrare quei veicoli spaziali degli aeroplani, ma era difficile creare ali che potessero navigare in varie parti di una missione e sopravvivere al calore del rientro, disse Hersch.

Qualsiasi veicolo spaziale classificato per trasportare esseri umani ha una serie specifica di requisiti. Deve essere efficiente nel suo volume con spazio sufficiente per tutti i sistemi di vita necessari, ma avere una massa il più bassa possibile. Deve anche resistere a tremende forze G, pressione e calore durante il lancio e il rientro.

Lo scudo termico sulla punta smussata di una capsula, il fondo leggermente ricurvo aiuta a proteggere l'equipaggio mentre il veicolo rientra nell'atmosfera.

Le capsule sono aerodinamicamente stabili quando viaggiano a velocità supersoniche durante il rientro e richiedono poche manovre per tornare sulla Terra in caso di emergenza, dando loro "stabilità intrinseca, "ha detto David Giger, direttore senior dell'ingegneria dello sviluppo di Dragon presso SpaceX.

"La cosa veramente interessante del design della capsula è che è aerodinamicamente efficiente sia in salita che in discesa, "ha detto David Barnhart, direttore dell'USC Space Engineering Research Center. "Basta un solo evento per riportarlo indietro, che è essenzialmente un'ustione da rientro, e questo è un bene perché riduce al minimo le parti mobili e le complessità."

Nella creazione di veicoli spaziali per il programma dell'equipaggio commerciale della NASA, sia Boeing che SpaceX hanno costruito sull'esempio dei loro predecessori.

Boeing ha costruito il suo progetto sulla base di alcuni dati di Mercurio e Gemini degli anni '50 e '60, così come Orion della NASA, un'astronave dell'equipaggio che ha volato per la prima volta nel 2014 e che dovrebbe volare nello spazio in cima al razzo Space Launch System dell'agenzia nel 2019.

Rob Adkisson, Ingegnere capo della Boeing per il programma dell'equipaggio commerciale, ha affermato che il design compatto della capsula del CST-100 Starliner corrisponde alla sua missione di "movimento di persone, " rispetto alla navetta spaziale più grande che essenzialmente funzionava come un "camion avanti e indietro".

"Assomiglia molto a Gemelli e Mercurio, " ha detto dello Starliner. "Ma è un po' diverso".

Lo Starliner del colosso aerospaziale di Chicago esploderà nello spazio su un razzo Atlas V prima di dispiegarsi e attraccare autonomamente alla stazione spaziale. Al ritorno sulla Terra, la navicella lascerà a mare il suo modulo di servizio, usa i paracadute per rallentare e rilascia lo scudo termico in modo che gli airbag del veicolo possano gonfiarsi per un atterraggio più morbido al suolo.

I manichini in sella allo Starliner durante un recente test sono stati "appena spinti" all'interno, ha detto Adkisson. La capsula è progettata per essere riutilizzata 10 volte.

Una versione della capsula è in fase di test presso una struttura Boeing fuori Los Angeles, dove le strutture spaziali per il programma Apollo, anche i razzi Delta e Delta II originali e parti della stazione spaziale sono stati ripuliti prima delle loro missioni. La capsula CST-100 Starliner farà il suo volo di prova di debutto nel giugno 2018, con un volo di prova con equipaggio due mesi dopo.

"Progetti margini robusti in ciò che fai, dimostrare che tutto funziona come ci aspettiamo, " Adkisson said. "That gives us a lot of confidence and gives our customer a lot of confidence that we've got it nailed."

One major development is the fine-tuning of the capsule's heat protection. The Starliner's base heat shield has an ablator, a proprietary material that absorbs energy on re-entry and only chars "like a marshmallow, " said David Schiller, leader of Boeing's commercial crew aerostructures integrated product team.

The base heat shield and its four backshells located around the crew vehicle are made of composite materials. A glass-phenolic honeycomb core is wedged between the composite layers, like an ice cream sandwich, to provide high strength while staying lightweight. The entire vehicle is covered with thermal protection, including a type of woven ceramic "blanket" similar to the ones used on the space shuttle, and ceramic tiles on the backshells to deflect heat.

Like Boeing, SpaceX also looked to previous capsules when it first embarked on its Dragon spacecraft.

Allora, l'azienda, headquartered near LA, was still very young, so engineers looked at the legacies of the Mercury, Gemini and Apollo programs. The lessons are incorporated in its Dragon 2 crew transporter capsule, along with those learned from developing SpaceX's Dragon 1 vehicle, currently used by NASA to take supplies to the space station.

The Dragon 2's abort system is a marked change from the capsule used in the Apollo program, which used a rocket on a tower located at the top of the capsule and was discarded on the way up to orbit. SpaceX's launch abort system can be used at any time during the ascent and stays on the capsule so it can be recovered on splashdown - part of the company's emphasis on reusability, said Giger of SpaceX.

Dragon 2 will also utilize more advanced avionics technology than was possible during the Apollo missions - the capsule's avionics draw less than half the power of the Apollo spacecraft and lunar module combined - and the avionics are smaller and can be consolidated into fewer numbers of components. The most obvious examples are the touch-screen displays inside the capsule.

The SpaceX capsule will also utilize more automation, such as its docking ability, to improve safety and allow the crew to focus on crucial tasks, Giger said. The company is also working on developing the capsule's precision landing capability in the ocean so recovery crews can arrive within minutes.

"Just because it looks like a capsule does not mean the inherent technology is the same, " Giger said.

Dragon 2, which will ride into space on a Falcon 9 rocket, is set to make its first test flight in February 2018, and a crewed flight will come four months later.

Intanto, the capsule's hardware is going through qualification testing and software is being developed and evaluated, said Garrett Reisman, director of space operations at SpaceX and a former NASA astronaut who flew on two space shuttle missions.

"We're trying to take a giant leap forward in safety, " Reisman said. "We have the opportunity to do that through design, improvements in technology and also by leveraging all the history that our partner NASA brings to the table ... to make sure we don't repeat mistakes made in the past."

©2017 Los Angeles Times
Distribuito da Tribune Content Agency, LLC.