Si è conclusa la terza fase dei test di sviluppo del nuovo motore di discesa che verrà utilizzato per il prossimo ritorno degli Stati Uniti sulla luna.
L’obiettivo dei test, svolti dalla Pratt & Whitney Rocketdyne in Florida, era di raccogliere dati per ridurre i rischi e sviluppare le potenzialità del nuovo motore.
Il motore, chiamato CECE (Common Extensible Cryogenic Engine) utilizza ossigeno ed idrogeno criogenici, sviluppa una spinta di circa 6300 Kg ed è stato testato, in una configurazione di due motori in parallelo, da un massimo di potenza del 104% ad un minimo dell’8%, necessario durante la fase finale dell’allunaggio, segnando un nuovo record per questo tipo di motore.
Il CECE è stato sviluppato partendo dall’esistente motore RL10 della stessa casa, già utilizzato come upper stage engine.
La scelta del motore criogenico è indispensabile per avere il massimo della performance e riuscire a portare il maggior carico utile sulla superfice lunare.
Tony Kim, il Deep Throttling Engine Project manager del NASA’s Marshall Space Flight Center di Huntsville Alabama. si è detto molto soddisfatto di questo ciclo di test, dopo che il primo del 2006 ed il secondo del 2007 avevano confermato le potenzialità del progetto.
In particolare è stata posta molta attenzione al fenomeno chiamato “chugging” (sbuffo) che, pur non essendo preoccupante per il motore stesso, porta a vibrazioni potenzialmente pericolose se risonanti con la struttura del lander.
La soluzione è stata trovata lavorando sulla regolazione del flusso dell’ossigeno ed idrogeno liquido e sugli iniettori della camera di combustione, intervenendo sulla gestione della pressione, temperatura e miscelazione.
Domanda: come faranno a non far evaporare per tutta la durata della missione l’ossigeno e l’idrogeno criogenici?
Sapevo che prorpio per questo motivo il lancio dell’ Ares V e l’Ares 1 doveva essere entro un paio di giorni…
Dove lavoro io abbiamo due serbatoi CRYO da 50 m3, uno di ossigeno e l’altro di azoto.
I serbatoi sono ad una pressione di 10 bar, e si mantengono SENZA NESSUNA FORMA DI ENERGIA ESTERNA.
L’ossigeno è ad una temperatura di ca. -180°c, mentre l’azoto è a ca. -195°c.
Il sistema è abbastanza semplice: da sotto il serbatoio parte una tubazione che, passando attraverso un radiatore, gassifica il liquido e lo re-immette nella parte superiore del serbatoio stesso.
Questo serve a tenere in pressione il serbatoio ed inoltre, durante il passaggio di stato da liquido a gas, assorbe calorie raffreddando il serbatoio.
Se non c’è consumo di liquido, lentamente la temperatura della parte gassosa aumenta, e con essa la pressione, fino al raggiungimento di un dato valore in cui si apre una valvola di sfogo esterno che riporta tutto alla situazione normale.
Quindi credo che il trucco stia tutto in un ottimo isolamento e nel calcolo della quantità aggiuntiva che serve a mantenere le condizioni normali.
il video di uno dei test…
Strano vedere crescere dei ghiaccioli sul bordo esterno super-raffreddato dell’ugello nonostante le altissime temperature della parte interna.
Se non ricordo male anche le cisterne installate sui TIR utilizzano un sistema a pressione, inserendo poi un’intercapedine in cui è fatto il vuoto per isolare la cisterna vera e propria dall’atmosfera esterna, in questo modo riescono a mantenere le temperature richieste senza dover usare troppa energia!
Tenete presente che viaggiano su strada, quindi credo (spero) che sia una tecnolgia piuttosto sicura e collaudata!
Ma il test è stato fatto nel vuoto? Il ghiaccio sul bordo è tantissimo, non avevo mai visto questo fenomeno
Esistono altri motori criogenici in cui succede? (gli ssme credo di no, ma sono tre e con gli srb vicini c’è molto calore intorno…)
Nel celebre video dello staging di Apollo 4 (quello con l’anello dell’interstadio che si sgancia sullo sfondo della Terra) si vedono numerosi pezzi di ghiaccio che si staccano e fluttuano via.
Trovo in qualche modo “affascinante” la presenza di ghiaccio in prossimità del plasma in fase di espulsione dall’ugello, mi immagino gli stress termici che devono sopportare i materiali…
Penso che il fenomeno sia anche provocato dal tipo di motore, infatti si vede chiaramente che i candelotti si formano quando la spinta diminuisce.
Non capita tutti i giorni di vedere un motore criogenico che lavora all’8% della potenza…
La NASA ha quindi rinunciato alla semplicità del propulsore a propellenti ipergolici in favore delle prestazioni…(?)
Anche sul LEM pare fosse stato studiato l’utilizzo “di un motore RL10 a idrogeno-ossigeno modificato per l’occasione, ma questa soluzione fu scartata nonostante le migliori prestazioni teoriche, preferendo optare per la soluzione più semplice possibile.”(fonte: wikipedia).
Conto che la decisione sia stata presa a fronte dei progressi dei motori criogenici negli ultimi decenni… e per quanto riguarda il motore di risalita?
Si sa qualcosa?
Anche sul LEM pare fosse stato studiato l'utilizzo "di un motore RL10 a idrogeno-ossigeno modificato per l'occasione, ma questa soluzione fu scartata nonostante le migliori prestazioni teoriche, preferendo optare per la soluzione più semplice possibile."(fonte: wikipedia).
L’affidabilità con un unico propulsore doveva essere massima, qui parliamo di 4 propulsori paralleli.
e per quanto riguarda il motore di risalita?
Si sa qualcosa?
Il medesimo “RL10 derived” con la possibilità di utilizzare in futuro anche LO2/LCH4.
Visto che siamo in argomento, ho trovato due animations su YouTube riguardo il progetto Constellation, uno più recente:
e un altro precedente:
…dai quali rilevo una notevole differenza nella struttura dell’ALTAIR (e anche dell’SM dell’ORION);
sono attendibili?
E quali dei due è effettivemente quello in sviluppo?
Il secondo video è molto molto vecchio, e oggi poco veritiero, il primo perchè più recente è più aggiornato ma probabilmente Altair non assomiglierà ne all’uno ne all’altro, la fase di progettazione è ancora ai primi stadi.
