Il Crew Return Vehicle (Veicolo per il ritorno dell'equipaggio) (CRV), a volte chiamato anche Assured Crew Return Vehicle (veicolo per il ritorno assicurato dell'equipaggio) (ACRV), era una scialuppa di salvataggio o un modulo di fuga per la Stazione spaziale internazionale. Nel corso di due decenni, vennero considerati svariati velivoli e progetti, alcuni dei quali vennero fatti volare durante le fasi di sviluppo e test, ma nessuno di essi venne mai realizzato. Nel progetto originale di Stazione Spaziale, si era considerata la presenza di una "zona sicura", dove gli astronauti si sarebbero rifugiati in caso di emergenza, in attesa di un volo Space Shuttle per il recupero. Tuttavia, il Disastro dello Space Shuttle Challenger nel 1986 e il successivo blocco dei voli Shuttle costrinse i progettisti a ripensare questa eventualità.
Utilizzo I progettisti ritenevano necessaria la presenza di un veicolo per il ritorno dell'equipaggio per risolvere i seguenti scenari: in caso lo Space Shuttle o la navetta Sojuz non fossero disponibili come velivolo di fuga in caso di emergenza con fattore di tempo critico completo o parziale ritorno dell'equipaggio in caso di emergenza medica.
Considerazioni mediche La Stazione spaziale internazionale è provvista di una struttura chiamata Health Maintenance Facility (HMF), per gestire un certo livello di problemi medici, che sono stati suddivisi in tre categorie: Classe I: disturbi e ferite lievi, senza pericolo di vita (cefalee, lacerazioni) Classe II: disturbi e ferite di entità da medio a grave, con possibile pericolo di vita (appendiciti, calcoli renali) Classe III: disturbi e ferite gravi, incapacitanti, con pericolo di vita (traumi gravi, esposizione a sostanze tossiche) L'HMF non è progettata per possedere strumentazione chirurgica, quindi è essenziale un sistema per l'evacuazione dei passeggeri della stazione in caso di problemi medici oltre le possibilità dell'HMF.
Vari studi hanno tentato di stabilire il rischio medico per la permanenza sulla stazione per lungo tempo, ma i risultati sono tuttora senza conclusioni certe, poiché mancano i dati epidemiologici. Tuttavia, si è appreso che i lunghi periodi nello spazio incrementano i rischi di problemi seri. Le stime più recenti mostrano un tasso di malattia/ferita di 1:3 all'anno, con l'1% di possibilità stimata di avere la necessità di evacuare la stazione. Per un equipaggio di otto persone, questi risultati prevedono la necessità di usare un volo di emergenza ogni 4 - 12 mesi. Queste stime sono supportate parzialmente dall'esperienza a bordo della stazione spaziale sovietica Mir. Negli anni ottanta, i sovietici ebbero almeno tre incidenti nei quali i cosmonauti dovettero tornare sulla Terra in condizioni mediche urgenti.
Per il suo uso potenziale come metodo di evacuazione medica, il progetto della navetta dovette fronteggiare diversi problemi che non si pongono normalmente per un normale velivolo spaziale con equipaggio. Il principale di questi consiste nell'accelerazione dei profili di rientro e i sistemi di decelerazione e di atterraggio, che non sono adatti per astronauti con problemi di emorragie. Inoltre, a seconda della natura della ferita, potrebbe essere difficile posizionare il paziente in uno spazio ristretto come una tuta spaziale o una minicapsula. Per questo motivo, la capsula di rientro deve avere la possibilità di fornire un ambiente sufficientemente ampio. I requisiti includono anche un sistema ambientale che fornisca aria pulita, poiché essa è un fattore critico in situazioni di emergenza medica come le intossicazioni.
Progetti NASA I progettisti NASA svilupparono inizialmente vari progetti per una "capsula di salvataggio": Sistemi a capsula Station Crew Return Alternative Module (SCRAM): una capsula con la capacità di alloggiare fino a sei astronauti. Lo scudo termico per il rientro era fornito da uno scudo utilizzato nelle sonde marziane Viking. Il costo della capsula era 600 milioni di dollari, e il suo principale problema era dovuto alle elevate accelerazioni durante l'atterraggio, non ideali in caso di evacuazione medica. MOSES: successivamente al progetto SCRAM, venne considerata una proposta della General Electric e la NIS Space Ltd. per un progetto derivato dalla capsula di recupero dei satelliti Corona dell'aeronautica statunitense. Queste capsule erano state progettate per esperimenti in microgravità senza equipaggio ed inizialmente erano studiate per ospitare fino a quattro astronauti, ma l'idea di ingrandire la capsula per poter alloggiare otto astronauti venne considerata per qualche tempo prima di essere scartata. Inoltre durante la discesa gli astronauti avrebbero subito accelerazioni elevate (fino a 8 g), che rendevano questa capsula non adatta ai casi di emergenza medica. ACRV: nel 1989 gli ingegneri NASA brevettarono un progetto di tipo capsula Brevetto della NASA per una capsula di rientro ( )..
HL-20 PLS L'HL-20 Personnel Launch System (Sistema di lancio del personale HL-20) era basato sul progetto Personnel Launch System, sviluppato dalla NASA. Nell'ottobre 1989 la NASA firmò un contratto di un anno con la Rockwell International iniziò un progetto, gestito dal Langley Research Center, per effettuare uno studio approfondito del progetto PLS, basandosi sul concetto HL-20. Nell'ottobre 1991, la Lockheed Advanced Development Company (conosciuta anche con il nome di Skunk Works) iniziò uno studio per determinare la possibilità di sviluppare un prototipo e un sistema operativo. Tramite un accordo di collaborazione tra la NASA e due università della Carolina del Nord, venne costruito un modello non in scala dellHL-20 per ulteriori ricerche. Di tutte le opzioni, un velivolo a corpo portante era quello che presentava il miglior ambiente per degli astronauti con problemi medici, tra cui una bassa accelerazione durante il rientro e l'atterraggio. Tuttavia il costo del progetto HL-20 era di due miliardi di dollari, e il Congresso tagliò il programma dal budget della NASA nel 1990.
Progetti ESA L'Agenzia Spaziale Europea (ESA) iniziò nell'ottobre 1992 una prima fase di studi della durata di sei mesi per la realizzazione di un sistema di evacuazione dell'equipaggio. I contractor dello studio erano Aérospatiale, Alenia Spazio e Deutsche Aerospace.
L'''ESA propose diversi progetti: capsula tipo Apollo: questo progetto era costituito da una versione ridotta della capsula Apollo degli anni sessanta, in grado di trasportare otto astronauti. Una torre posta in cima alla capsula avrebbe contenuto un tunnel di aggancio e i propulsori, simili alla configurazione della capsula Apollo originale. La torre sarebbe stata espulsa poco prima del rientro. L'atterraggio sarebbe avvenuto attraverso paracadute e airbagImmagine della capsula tipo Apollo. Viking: durante la fase 1 degli studi, lESA considerò una capsula conica chiamata "Viking". Come la capsula di tipo Apollo, sarebbe rientrata nell'atmosfera ponendo in avanti la base, ma aveva una forma più aerodinamica. I propulsori a razzo erano derivati dallAriane Transfer Vehicle. Il progetto continuò fino al termine della fase 1 a marzo 1995Immagine della capsula "Viking". capsula a corpo tozzo biconica: questo tipo di progetto venne considerato per la maggiore manovrabilità, ma sarebbe stato più pesante e costosoImmagine della capsula a corpo tozzo biconica.
Il programma ACRV dellESA, dal costo di 1,7 miliardi di dollari venne cancellato nel 1995, anche se le proteste della Francia risultarono in un contratto di due anni per compiere ulteriori studi, che portarono ad un volo dimostrativo di un prototipo in scala chiamato Atmospheric Reentry Demonstrator nel 1997. L'''ESA infine decise di partecipare al programma X-38 CRV della NASA, dopo il termine della Fase A degli studi.
Lifeboat Alpha L'idea di utilizzare una navetta russa come scialuppa di salvataggio risale al marzo 1993, quando l'allora Presidente Bill Clinton indicò alla NASA di riprogettare la Stazione Spaziale Freedom e considerare l'utilizzo di elementi russi. Il progetto venne rivisto durante l'estate, e fu chiamato Stazione Spaziale Alpha (in seguito Stazione spaziale internazionale). Uno degli elementi russi considerati nella riprogettazione era l'uso di scialuppe di salvataggio "Sojuz". Venne stimato che l'utilizzo di capsule Sojuz avrebbe fatto risparmiare alla NASA circa 500 milioni di dollari.
Tuttavia nel 1995 una joint venture tra Energia, Rockwell International e Khrunichev propose il progetto Lifeboat Alpha, derivata dal velivolo di rientro Zarja. Il propulsore di rientro era un razzo a combustibile solido e i propulsori di manovra utilizzavano gas freddo, in modo da avere un ciclo di vita di cinque anni a bordo della stazione spaziale. Questa proposta venne scartata nel giugno 1996 in favore del programma X-38.
Crew return vehicle e X-38 Il termine Crew Return Vehicle, oltre ad essere il nome generico con cui ci si riferisce ad un veicolo per il ritorno dell'equipaggio a Terra, venne utilizzato anche per uno specifico progetto iniziato dalla NASA con la partecipazione dell'ESA. Il progetto aveva l'obiettivo di produrre uno spazioplano dedicato solamente al ruolo di ritorno a Terra dell'equipaggio. Avrebbe avuto tre specifiche missioni: ritorno per motivi medici ritorno in caso di inabitabilità della Stazione Spaziale ritorno in caso la Stazione Spaziale non potesse essere rifornita.
Sviluppo del programma Come seguito del Programma HL-20, il desiderio della NASA era di applicare il concetto dell'Amministratore Daniel Goldin "migliore, più veloce, più economico" al programma originario. Il progetto comprendeva tre elementi principali: il veicolo di rientro a corpo portante, il modulo internazionale di aggancio e lo stadio di accensione per l'uscita dall'orbita. Il velivolo era stato progettato per ospitare fino a sette astronauti in un ambiente sufficientemente spazioso. A causa della necessità di poter operare con membri dell'equipaggio anche non in grado di agire, le operazioni di volo e di atterraggio erano automatiche. Questo progetto non aveva un sistema di manovra.
Il CRV avrebbe dovuto essere lanciato tramite un vettore non riutilizzabile, come l'Ariane 5. Il progetto prevedeva la costruzione di quattro esemplari e due moduli di aggancio. I veicoli e i moduli sarebbero stati inviati sulla Stazione tramite lo Space Shuttle ed ognuno di essi vi sarebbe rimasto agganciato per tre anni.
La durata dipendeva dal tipo di missione richiesta e quella massima era di nove ore, ma se la missione era di tipo medico la durata della missione poteva essere ridotta a tre ore, considerando una sequenza ottimale di operazioni tra la partenza dalla stazione e l'accensione del propulsore per il rientro. In caso di operazioni normali, la procedura di sgancio avrebbe richiesto circa 30 minuti, ma in caso di emergenza il CRV avrebbe potuto sganciarsi in tre minuti.
Il CRV avrebbe avuto una lunghezza di e una cabina con un volume di . Il peso all'atterraggio massimo era . Il sistema di atterraggio automatico doveva essere in grado di far atterrare il velivolo entro un raggio di dal punto previsto.
Il propulsore per l'uscita dall'orbita era progettato dalla Aerojet GenCorp, sotto contratto con il Marshall Space Flight Center. Esso era posizionato nella prua della navetta in sei punti, lungo e largo . A pieno carico, la navetta avrebbe avuto un peso di . Lo stadio di propulsione era alimentato con idrazina e possedeva otto razzi da di spinta ciascuno, che sarebbero stati accesi per dieci minuti. Otto propulsori di manovra avrebbero avuto invece il compito di controllare l'assetto della navetta durante la procedura di uscita dall'orbita. Una volta completata la manovra, il modulo propulsivo sarebbe stato espulso e si sarebbe distrutto rientrando nell'atmosfera.