There’s something in the ARIA (1)

ARIA O-00375 al Perth Airport
(scattata da Bob Burns Gennaio/Febbraio 1972, da Honeysucklecreek.net)

Abbiamo visto nei post dedicati alle stazioni di Honeysuckle, Goldstone e Fresnedillas come la rete di stazioni MSFN (Manned Space Flight Network) permettesse la comunicazione e lo scambio di dati (telemetria) con le capsule Apollo nello spazio profondo e durante la permanenza nelle vicinanze della Luna.

Ben diversa era la situazione nel corso della seppur breve permanenza in orbita terrestre. Fin dai tempi del Progetto Mercury c’era l’esigenza di mantenere la comunicazione con la capsula in orbita. A quel tempo la MSFN venne creata e comprendeva una serie di stazioni attorno al mondo: ciascuna di esse era un piccolo Mission Control con i propri specialisti, che manteneva la comunicazione per qualche decina di minuti con la Mercury. Molti dettagli su quel periodo sono riportati nel libro di Gene Kranz (qui trovate la mia recensione). La copertura era a macchia di leopardo ed esistevano parti dell’orbitra in cui l’astronauta era solo. Per ridurre questi periodi, vennero impiegate alcune navi attrezzate appositamente che venivano inviate in determinate aree degli oceani settimane prima dell’inizio della missione.

Un documento del 1965 di LC Sheldon (pubblicazione NASA SP-87 – Proceedings of the Apollo Unified S-Band Conference) identificava in 20 – 30 extra stazioni (a terra o nave) il requisito necessario a fornire una copertura praticamente continua dell’orbita.

Vista l’impraticabilità di questa strada (per costi e tempi) vennero ideati degli aerei speciali, dei KC-135N (una versione modificata dei KC-135, a loro volta derivati dal Boeing 367-80) modificati per permettere la trasmissione voce/dati con l’Apollo mentre si trovavano in volo. Il loro compito era fornire supporto supplementare alle altre stazioni MSFN durante alcune fasi critiche come TLI e rientro o come copertura addizionale nelle missioni in orbita terrestre. Un’altra caratteristica intrinseca nel mezzo era la loro capacità di potersi spostare rapidamente in aree diverse secondo le necessità. Erano chiamati ARIA, Apollo Range Instrumented Aircraft.

Lo spaccato di un ARIA

Secondo Stan Anderson, controllore di volo ARIA ai tempi del Progetto Apollo:

“Per il Progetto Apollo la NASA aveva 23 stazioni nella MSFN per tracciare la capsula in orbita terrestre: 12 stazioni a terra (come Carnarvon), 8 aerei ARIA e 3 navi: la Redstone, la Vanguard e la Mercury. La Mercury era di stanza a Sydney, la Vanguard a Honolulu e la Redstone a Port Canaveral, nelle vicinanze di Cape Kennedy. Le navi dovevano partire settimane prima del lancio per essere in posizione in tempo e una volta lì non potevano essere mosse rapidamente. Per questo vennero sviluppati gli ARIA – pre fornire una capacità di riposizionamento rapida in caso di necessità. Il fatto è che con tutti gli 8 ARIA in volo (cosa accaduta raramente) controllavamo il 30% della capacità di tracciamento in orbita terrestre della NASA. Per questa ragione l’ARIA Control era indicato dalla NASA come il loro terzo centro di controllo dopo Houston (nr. 1) e il Goddard Space Flight Center (nr. 2).”

(dal sito honeysuckle.net)

Il piano originale della NASA era di realizzare una flotta di 12 ARIA. Nel 1964 questo numero venne ridotto in seguito ad uno studio dell’Office of Manned Space Flight che basandosi sul cosiddetto “delta-V budget” del Saturn V (uno studio sui limiti della capacità propulsiva del razzo) determinò che per ogni lancio sarebbe stato possibile effettuare la TLI durante il passaggio su uno solo dei due oceani sorvolati (Pacifico o Atlantico). Considerazioni simili si potevano applicare anche al rientro. La necessità quindi di avere una flotta di ARIA in grado di coprire simultaneamente due oceani veniva a mancare e il numero di aerei venne ridotto a 8.

Gli ARIA vennero progettati al Goddard Space Flight Center ed erano pieni di strumentazione. Esternamente la differenza che balzava all’occhio subito rispetto ad un normale KC-135 era l’ampio naso a bulbo – un bulbo di 3 metri che conteneva la più grande antenna orientabile ospitata su un aereo a quei tempi. L’antenna era un’antenna per la Unified S-Band (USB) di 2 metri di diametro utilizzata per telemetria e voce. Oltre al naso, presto soprannominato “Droop Snoot”, gli ARIA avevano antenne all’estremità di ciascuna ala per la trasmissione/ricezione in alta frequenza (HF). Un’altra antenna HF di tipo trailing wire (antenne a filo) venne aggiunta sotto la fusoliera. Ovviamente anche l’interno dell’aereo venne pesantemente modificato per ospitare tutta l’apparecchiatura elettronica necessaria, oltre ai 16 membri dell’equipaggio.

Le capacità di ciascun ARIA comprendevano:

  • ricezione e trasmissione di telemetria tramite una singola linea USB, una linea S-Band Pulse Code Modulation e 6 linee VHF. La telemetria veniva solitamente registrata ‘live’ a bordo e poi inviata alla più vicina stazione (di terra o nave) per essere rimbalzata a Houston

  • ricezione e registrazione della voce su banda USB e VHF per permettere la comunicazione in tempo reale tra la capsula e l’MCC

  • una telescrivente da 100 parole al minuto (sia in trasmissione che in ricezione)
    4 degli ARIA vennero poi modificati con l’aggiunta dell’ALOTS (Airborne Lightweight Optical Tracking System)

Il compito di modificare gli aerei venne assegnato alla Douglas Aircraft Company di Tulsa, Oklahoma con la Bendix come ditta subappaltatrice. Alla prima spettava il compito di modificare la struttura dell’aereo per far posto all’equipaggiamento installato dalla seconda. Il contratto prevedeva il pagamento di 27.2 milioni di dollari più tutta una serie di incentivi legati alla produttività. Nel periodo di massima attività la Douglas (poi diventata McDonnell-Douglas nel 1967 a seguito di una fusione societaria) aveva 300 persone al lavoro sugli ARIA nello stabilimento di Tulsa, Oklahoma.
Il primo ARIA – che doveva essere pronto per il primo trimestre del 1966 – subì una serie di ritardi e venne consegnato alla fine dell’anno, giusto in tempo per superare il suo primo test nel corso della missione Gemini 12 (Novembre 1966). Il costo complessivo pagato dal Space Flight Center per la realizzazione dei primi 8 ARIA fu di 60 milioni di dollari.

(CONTINUA)

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