C’è un team del NASA Engineering and Safety Center (NESC) che è stato incaricato di lavorare ad un progetto che si potrebbe tranquillamente considerare rivoluzionario, certamente prevedibile ma finora mai applicato per limiti tecnologici fino ad oggi insormontabili.
L’idea è quella di costruire una capsula interamente in materiale composito, oggi nei più svariati settori i compositi, soprattutto in ambito strutturale e ancor di più aerospaziale (basti pensare a 787 e A350) stanno soppiantando e contempornaneamente rivoluzionando i metodi di costruzione fino basati sulle leghe metalliche, per le eccezionali doti di robustezza e leggerezza.
L’obiettivo è quello di realizzare la struttura e l’interno di una capsula paragonabile ad Orion interamente in compositi. Le criticità sono molte, dalle tecnologie di costruzione alle caratteristiche non eccezionali di sopportazione del calore di questo tipo di materiali.
Una stessa capsula realizzata in compositi peserebbe dal 15 al 20 percento in meno di un suo corrispettivo in leghe di alluminio-litio, dal punto di vista costruttivo sarebbe molto più semplice e veloce nella costruzione e da quello operativo più economica e garanzia di maggiori prestazioni e payload.
Mike Kirsch è stato quindi il responsabile nella progettazione della capsula nell’ambito dell’obiettivo più macroscopico del NESC di ottenere un mezzo sicuro ed efficiente per il volo umano.
Se questo primo test avrà successo sarà possibile vedere in un prossimo futuro una versione interamente in compositi della capsula che si utilizzerà nei prossimi anni.
La costruzione ha seguito un processo di cottura particolare, con una realizzazione che solo i materiali compositi permettono, il pavimento, la struttura di sostegno sottostante e tutte le pareti della sezione pressurizzata sono realizzati in un unico pezzo, senza giunture, con una capacità di sopportare quindi i carichi in maniera molto più efficiente.
La costruzione è iniziata nel Gennaio 2007 e terminerà con l’integrazione finale nel Gennaio 2009.
La struttura è realizzata in honeycomb con sandwich in fibra di carbonio e in due conchiglie, interna ed esterna, unite insieme senza l’uso di autoclavi. La realizzazione è avvenuta negli stabilimenti di ATK e quindi è stata spedita a Langley per i test che consisteranno in prove di resistenza simili alle sollecitazioni che incontrerà in volo simulando la fatica attraverso attuatori idraulici.
Alleggerire i pesi dei veicoli spaziali del 15-20% sarebbe un guadagno notevole in termini di carico utile!
L’unico dubbio permane sulla possibilità di sopportare l’ambiente spaziale… 
e proprio per questo potrebbe essere utile testare una capsula in versione unmanned e vedere il suo comportamento in condizioni reali.
Ma una domanda… questo progetto fa parte del Constellation o si tratta di uno studio separato?
Non saprei esattamente come viene collocato… so solo che è realizzato dal NESC ma non saprei sotto quale egida…
Per quanto riguarda la realizzazione molto personalmente la considererei una vera e propria rivoluzione, è semplice dire passiamo dai metalli ai compositi, ma tecnologicamente fino ad oggi era veramente difficile ottenere qualche cosa di concorrenziale in settori come questi e vedere una capsula realizzata in materiali compositi, lasciamo stare tutte le questioni Constellation si o no, i miei pensieri a riguardo e tutto quello che si dice, ma veramente, è una conquista tecnologica di livelli straordinari, realmente più di qualsiasi mezzo fino ad ora realizzato, con o senza ali, fino a pochi anni fa era impensabile e mi piacerebbe trasmettere la sorpresa e l’eccitazione nel poter vedere quanto questi materiali stanno rivoluzionando il mondo che ci circonda, in pochissimi anni dalla loro scomparsa, lo ripeto, come forse solo l’elettronica ha fatto. E dato che la ricerca qui, negli ultimi anni, ha fatto passi da gigante come in pochi altri settori, qui è giusto puntare per evolvere al massimo della tecnologia attuale i mezzi del futuro. I propulsori sappiamo già che non hanno fatto passi enormi negli ultimi 40 anni, ma i materiali, l’elettronica, caspita se li hanno fatti, e quindi tutto quello che si vuole spremere lo si deve fare qui, dove la tecnologia è veramente allo stato dell’arte.
Sarebbe veramente grandioso vedere una capsula di “plastica” come oggi possiamo veder volare (quasi) il primo aereo quasi interamente in compositi e definito dai detrattori e forse un po’ invidiosi del progetto, primo aereo “di plastica”.
Credo che nessuno metta in dubbio il grosso passo avanti tecnologico nella realizzazione di una nave spaziale di “plastica”… Forse con una tecnologia in questo campo più matura potremmo anche sperare di poter vedere, un giorno, anche un SSTO funzionante…
Non c’è bisogno di molte parole! Basta guardare le immagini!
E’ veramente fantastica!
Basta questo progetto per smentire l’affermazione di Burt Rutan che la NASA con il Constellation sta facendo un passo indietro!
"Noi guardiamo avanti, questo è il futuro.La NASA, invece, fa come i gamberi e torna indietro, riprogettando le capsule come quelle di una volta, e nuovi razzi sui concetti che studiavamo 50 (CINQUANTA) anni fa".
Perché sicuramente questa tecnologia prima o poi (speriamo prima) la vedremo in orbita!
Certo che una navetta in compositi… 
sarebbe un sogno! 
Ho cercato la notizia sul sito NASA:
http://www.nasa.gov/directorates/esmd/csd/composite_capsule.html
è inserita nella directory “Constellation” …quindi…
Ed inoltre:
NESC’s nationwide government-industry team tackled a challenging assignment: Build the internal, primary structure for a space capsule like the Orion crew module that NASA is developing for a 2020 return to the moon, but make it out of composites.
Un progetto decisamente innovativo se non addirittura rivoluzionario 
Speriamo che ci riescano|
Se non ricordo male anche Hermes doveva essere realizzata utilizzando molti componenti in compositi, ma l’ESA abbandonò il progetto anche perché in Europa non c’era la tecnologia adatta ed il suo sviluppo era considerato troppo oneroso.
Ricordo male io?
Interessantissima la prospettiva dell’utilizzo di materiali non-metallici leggeri e robusti . mi chiedo :materiali del genere sono anche resistenti a temperatura elevate ( diciamo 3000 -4000 gradi ) ? Se così fosse si potrebbero utilizzare per le camere di combustione con quali vantaggi ve li lascio immaginare .
Direi proprio rivoluzionario!
Interessantissima la prospettiva dell'utilizzo di materiali non-metallici leggeri e robusti . mi chiedo :materiali del genere sono anche resistenti a temperatura elevate ( diciamo 3000 -4000 gradi ) ? Se così fosse si potrebbero utilizzare per le camere di combustione con quali vantaggi ve li lascio immaginare .
In realtà proprio uno dei loro maggiori difetti è la resistenza alle temperature elevate. Posso infatti immaginare, sapendo come sono fatti, che le temperature elevate degradino i polimeri che li costituiscono. Non so se però sono stati sviluppate matrici particolari, o strati esterni magari non in fibre di carbonio ma di altri materiali più resistenti alle temperature elevate (Albyz sai se usano le “solite” matrici epossidiche o di altro tipo?)
Un aspetto importantissimo è poi che ancora non li conosciamo bene, per quanto riguarda i carichi di fatica, la propagazione delle fratture, il loro comportamento quando sono vicini alla rottura e, più in generale, in condizioni off-nominal. Mentre le leghe di alluminio ormai sono ben conosciute e caratterizzate in tutte le condizioni, anche le più disparate, questi materiali sono quasi “da scoprire”, è un campo dove si ricerca tantissimo al giorno d’oggi.
Sicuramente no, ma neanche i metalli lo fanno… l’importante è avere un buon isolamento, altro settore specifico dei materiali.
Questo si che è un progetto davvero innovativo.
Se l’Orion potesse essere realizzato in questo modo rappresenterebbe davvero quel “salto tecnologico” che ogni nuovo progetto dovrebbe comportare.
In tal modo non sarebbe più un “Apollo riscaldato” quanto un vero progetto d’avanguardia, senza contare che con il 20% di peso risparmiato si potrebbe tornare ad avere un modulo di servizio più performante e meno risicato
IM7/977-2 graphite/epoxy trovi tutte le info nel secondo link sopra.
?
Ma il modulo di servizio è stato ridotto in dimensioni per essere più performante non per esserlo meno, cioè è una cosa buona che si sia rimpicciolito, non cattiva…
Una volta che ci sta tutto quello che ci deve stare… non mi pare sia mai stato “de-performato”…
Come influirebbe questa tecnologia sulla riusabilità di un veicolo? La faciliterebbe, peggiorerebbe o lascerebbe invariata?
Paolo Amoroso
Dal punto di vista strettamente dell’ammaraggio sia per il metodo di costruzione sia per i materiali è già stato dichiarato essere decisamente meglio dei metalli.
Per la vita utile credo si siano presi in considerazione gli stessi parametri utilizzati per Orion, o meglio il dimensionamento della capsula è avvenuto tenendo presente i limiti a fatica utilizzati su Orion, considerando comunque che la fatica nei materiali di questo tipo non esiste nelle stesse “sembianze” in cui si manifesta nei metalli per cui potrebbe essere un altrofattore di vantaggio.
Alberto, e stavolta parlo da persona che lavora nel settore da oltre 10 anni (non lo faccio mai, quindi perdonatemi questa volta), quando un componente di un progetto subisce una “cura dimagrante” non guadagna MAI in prestazioni.
Se è stato ridimensionato è per un’economia generale di progetto, certo non per incrementare le prestazioni dello stesso.
Al limite, e se va bene, non perde prestazioni e/o funzionalità rispetto a quanto preventivato in sede di progetto o a quanto richiesto nelle specifiche contrattuali.
Mi spiego meglio, se il modulo di servizio è stato ridotto di peso è perché, evidentemente, bisognava guadagnare del peso altrimenti non ottenibile. Il che significa che tutto il sistema è stato reso più performante, ossia è ritornato al livello di prestazioni stimate, mentre il componente in oggetto - se tutto va bene - è stato soggetto ad una serie di compromessi per mantenerne le funzionalità a peso ridotto.
Ergo, se si risparmiasse un 20% sul peso a vuoto del Modulo di Comando si potrebbe nuovamente tornare alla versione precedente del modulo di servizio che, banalmente, aveva tra le altre cose una serie di coperture e protezioni che sono state rimosse per cercare di ridurre il peso ma che avevano un loro scopo ed una loro funzione.
Chiaro, no??
Non sono per nulla d’accordo, già solo il fatto di perdere peso mantenendo le altre caratteristiche invariate è un aumento di prestazioni, e questo è indiscutibile, punto.
Al limite, e se va bene, non perde prestazioni e/o funzionalità rispetto a quanto preventivato in sede di progetto o a quanto richiesto nelle specifiche contrattuali.
Infatti, che io sappia non ha perso in capacità di funzionamento per cui una diminuzione di volume e peso è sicuramente un aumento di prestazioni.
Mi spiego meglio, se il modulo di servizio è stato ridotto di peso è perché, evidentemente, bisognava guadagnare del peso altrimenti non ottenibile.
Assolutamente no, è stato ridotto di peso perchè era riducibile di peso, e dato che ogni kg in meno sono dollari non spesi, è palese (ma questo non solo su Orion, su ogni navetta o aereo vale ugualmente) che tutto il riducibile venga ridotto a costo di spremersi e “perdere” tempo in fase di progetto ben sapendo che sono tutti soldi guadagnati dopo.
Il che significa che tutto il sistema è stato reso più performante, ossia è ritornato al livello di prestazioni stimate, mentre il componente in oggetto - se tutto va bene - è stato soggetto ad una serie di compromessi per mantenerne le funzionalità a peso ridotto.
Infatti… mantenute le stesse funzionalità, il peso è ridotto, il complesso è più performante…
Ergo, se si risparmiasse un 20% sul peso a vuoto del Modulo di Comando si potrebbe nuovamente tornare alla versione precedente del modulo di servizio che, banalmente, aveva tra le altre cose una serie di coperture e protezioni che sono state rimosse per cercare di ridurre il peso ma che avevano un loro scopo ed una loro funzione.
Continuo a non capire quale sia questa “versione precedente” in termini di capacità… dato che a mia conoscenza non ci sono state variazioni di capacità del SM…
Per il fatto delle coperture esistono anche ora, nessun serbatoio o componente è esposto, per cui non vedo la necessità di riportare le coperture dove erano prima…
sicuramente un bel passo avanti nella realizzazione dei mezzi spaziali del futuro…l’unica cosa è che bisogna esser ben consapevoli dell’inviluppo entro il quale si possono usare questi materiali…nonostante i molti studi fatti sui compositi non si ha ancora un esperienza paragonabile a quella che si ha usando i materiali metallici (vedi leghe di alluminio)…appena realizzata questa capsula dovrebbero subito iniziare test, soprattuto di fatica e demage tolerance, sia a terra che in orbita…dopo di che tempo 10-15 anni andremo in orbita con un Orion di “plastica”
Alberto, questo mi sembra un dialogo tra sordi (se mi passi il termine).
Il modulo di servizio dell’Orion non è stato ridotto di peso per risparmiare soldi sul costo di lancio (cosa comprensibile in un satellite commerciale non in un veicolo spaziale che utilizza un vettore appositamente concepito), quanto per venire incontro alle caratteristiche di lancio del vettore stesso, nonché ad altri problemi di “crescita” evidenziati nel corso del processo di progettazione.
Sicuramente il risparmio di peso, sic et simpliciter, è un sintomo di efficientamento di un progetto.
Va da se, però, che le “cure dimagranti” (come vengono definite in gergo) sono sempre delle misure palliative prese per cercare di riportare sulla “giusta via” un progetto che prende una brutta piega dal punto di vista dei pesi, e quindi delle prestazioni (e questo vale tanto in campo aeronautico che quello spaziale).
In tal senso, la “cura dimagrante”, come ho già scritto prima serve a riallineare le prestazioni previste con quelle delle specifiche, mai per ottenere un incremento delle prestazioni stesse di per sé…
Ovvero nel caso fossi un “Project Leader” mi guarderei bene dallo sprecare delle ore-uomo in attività di ri-progettazione non precedentemente prevista (e quindi estremamente onerosa dal punto di vista di budget del programma) solo per ottenere un incremento delle prestazioni rispetto a quanto contrattualmente previsto, così solo perché lo posso fare.
Questo caso accadrebbe, e sarebbe debitamente autorizzato dai miei capi, solo per ripristinare una situazione antecedente perturbata da un incremento di pesi non previsto in sede di progetto.
Ciò perché, almeno per le società private (come quelle che costruiscono Orion), quel che conta è il “margine” ossia il “profitto” legato ad un determinato progetto e non le prestazioni in sé e per sé. Esistono dei contratti, e delle specifiche, i primi vanno rispettati e le seconde soddisfatte, ma nulla di più (credimi!!!) ed è solo così che poi i contratti sono onorati dal committente.
Certamente si possono incrementare le prestazioni o le capacità di un sistema, ed il committente ne sarà sicuramente contento, solo che questi incrementi non sono stati previsti nei termini contrattuali non ti verrà riconosciuto nemmeno un centesimo della rilevante cifra (in termini di ore-uomo e materiali) che ti sono costati.
Certo si può sempre ragionare nella logica dell’autofinanziamento ma in genere i Manager preferiscono evitare questa prassi.
Per il resto noto, con disappunto, che - come al solito - è impossibile esprimere alcuna critica a questo benedetto Orion (sia pure costruttiva come in questo caso) che si verifica un’immancabile “alzata di scudi” a difesa dello stesso.
Difesa, me è una mia opinione, che sembra un pò “aprioristica” e l’immagine che se ne ha (o perlomeno io cel’ho) è che tutto sia sempre giustificato.
Nessuno vuole fare la “guerra santa” all’Orion, per carità, ma un minimo di obiettività eviterebbe proprio il 90% delle discussioni “al calor bianco” (per dirla come il nostro buon Admin) che si accendono invariabilmente intorno a questo tema.