Le Launch Window (1)

Saturn V Liftoff

Launch window è il termine utilizzato in astronautica per indicare il periodo di tempo in cui un determinato veicolo deve essere lanciato. Talvolta viene utilizzato anche il termine launch opportunities. Se il lancio non avviene (a causa di un guasto o delle condizioni meteo), occorre attendere una successiva finestra. Per viaggi in cui si debba raggiungere una arbitraria orbita terrestre, non esistono particolari limiti. Ma se il veicolo lanciato deve incontrarsi (rendezvous) con un altro veicolo in orbita (o con la ISS nel caso dello Shuttle), la tempistica del lancio deve essere accuratamente calcolata; solitamente deve avvenire quando il piano orbitale dell’obiettivo interseca la posizione del luogo di lancio.

Se l’obiettivo del lancio è al di fuori della LEO (Low Earth Orbit, orbita terrestre bassa), l’utilizzo di un’orbita di parcheggio temporanea può permettere di avere una certa flessibilità nella finestra, dato che l’inclinazione di quest’orbita e il tempo trascorso in essa può essere variata.
Nel caso di viaggi verso altri corpi celesti utilizzando una semplice orbita di trasferimento di Hohmann a bassa energia, le finestre di lancio si presentano con una periodicità; per esempio nel caso di un lancio verso Marte si ha una finestra ogni 780 giorni. In casi più complicati, che includono l’uso di fionde gravitazionali (gravitational slingshots), le finestre sono irregolari e talvolta occorre essere pronti a sfruttare occasioni rare come nel lancio del Voyager 2, che si avvantaggiò di un allineamento tra Giove, Saturno, Urano e Nettuno che si verifica ogni 175 anni.

Nel lanciare una missione lunare Apollo c’erano due parametri fissi nel determinare le finestre di lancio: la posizione geografica del sito di lancio (l’LC39 al Kennedy Space Center) e la posizione geografica del sito designato per l’allunaggio. Per poter arrivare al sito di allunaggio con le corrette condizioni di luce per la discesa e la successiva esplorazione, il viaggio andava pianificato tenendo in considerazione diversi aspetti e diversi limiti operativi nelle varie fasi della missione (lancio, orbita di parcheggio terrestre, TLI, …).

Per Apollo venivano determinate due tipi di launch windows:

  • Daily, ovvero una finestra giornaliera della durata di alcune ore consecutive; queste finestre permettevano di intervenire su malfunzionamenti minori o piccoli ritardi senza rinviare il lancio

  • Monthly, ovvero mensile che consisteva in una serie (anche non consecutiva) di giorni durante un mese o un ciclo lunare in cui erano presenti finestre giornaliere; queste finestre permettevano di rinviare il lancio se si superava il limite di una finestra giornaliera, senza incorrere in un lungo periodo di rinvio

Ovviamente per ottenere una maggiore flessibilità operativa era altamente desiderabile che le finestre (sia giornaliere che mensili) fossero le più ampie possibili.

C’erano almeno 6 limiti principali dal tenere in considerazione per definire le finestre di lancio delle missioni lunari Apollo:

  • l’Azimut (ovvero la direzione) del lancio
  • la posizione geografica del sito di allunaggio pianificato
  • l’illuminazione del sito di allunaggio pianificato
  • la capacità operativa dello stack Apollo e del vettore Saturn V
  • l’obbligo di effettuare il lancio durante il giorno (con l’eccezione nota di Apollo 17)
  • il numero minimo di opportunità di lancio durante il mese

L’argomento è abbastanza complicato. Con l’aiuto del materiale pubblicato in questa bellissima pagina dell’Apollo Flight Journal (una lettura consigliatissima a chi mastichi un po di inglese), proverò nei prossimi post a spiegarlo (e a spiegarlo a me stesso per primo :D).

2 Risposte to “Le Launch Window (1)”

  1. Vittorio Says:

    l’obbligo di effettuare il lancio durante il giorno (con l’eccezione nota di Apollo 17)
    Questa mi giunge totalmente nuova (non è che non ti credo, non l’avevo mai sentita), pensavo che fosse una semplice comodità il fatto di far partire sempre di giorno. Ci spiegherai anche le motivazioni di questo?

  2. raghnor Says:

    Sicuramente lo spiegherò nei dettagli in uno dei prossimi post. Per ora in forma breve:

    • in caso di abort subito dopo il lancio, lanciare di giorno rendeva più semplici le operazioni di recupero dell’equipaggio in prossimità di Merrit Island
    • in caso di abort in una fase successiva del lancio, occorreva manovrare il CM nel giusto assetto per ammarare e il sole poteva fornire un punto di riferimento aggiuntivo
    • se l’abort era dovuto ad un problema del Saturn V, si voleva avere una adeguata copertura fotografica dell’evento
    • c’era anche un quarto motivo dovuto alle dinamiche orbitali e alla posizione della TLI. Ma sulla comprensione di questo ci sto ancora lavorando🙂

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