Thread n.1, sulla gestione dei gas di scarico
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649531875692617728
1/ Una cosa che probabilmente si dimentica quando si costruiscono le piattaforme di lancio è la pressione del gas che risale da sotto la piattaforma. Il terreno ha una sua pressione atmosferica. Se lo scarico del razzo trova una crepa, pressurizza ancora di più il terreno sotto la rampa di lancio. Questo può arrivare a sollevare lastre di cemento.
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2/ Se una lastra (di cemento) inizia a sollevarsi allora si crea una crepa più grande, e il gas che colpisce il suo bordo si ferma completamente convertendo la sua energia cinetica in altissima pressione. Questa pressione agisce proprio sulla fessura, quindi spinge ancora più gas nello spazio sotto la lastra, sollevandola ancora di più.
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3/ Ogni interruzione del flusso di gas crea anche temperature elevate. Il calcestruzzo viene consumato dalle alte temperature. I granelli di sabbia e ghiaia si espandono termicamente in direzioni casuali creando micro crepe che crescono, quindi il materiale si frattura e scivola via dalla superficie a una certa velocità.
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4/ Man mano che il calcestruzzo viene consumato, crea più percorsi per il passaggio del gas attraverso e sotto il calcestruzzo, e una maggiore interruzione del flusso converte più energia cinetica in calore e alta pressione, accelerando il processo. Questo può provocare il danneggiamento incontrollato del pad.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649535423213891585
5/ Abbiamo studiato questi processi durante i test di volo del lander Morpheus al KSC. Dopo ogni volo esaminavamo il cemento e raccoglievamo i dati.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649536224388866048
6/ Il laboratorio GMRO di Swamp Works ha costruito l’area di test. Abbiamo trascorso alcuni lunghi giorni sotto il sole della Florida trasportando a mano macerie di cemento per costruire i massi lunari simulati. Bei tempi 
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649537051392372736
7/ Il suolo lunare simulato era in realtà roccia frantumata dalla NASA KSC Crawlerway. Il Crawler ha polverizzato la roccia fluviale che costituisce il crawlerway e questa “ghiaia del crawlerway”, come la chiamavamo, deve essere periodicamente rimossa e sostituite con roccia fresca.
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8/ La ghiaia del Crawlerway non assomiglia molto al suolo lunare, tranne che (illuminata da una luce, ndt) a una certa lunghezza d’onda. Il lander Morpheus utilizzava un sistema laser per mappare il terreno. I laser avevano una lunghezza d’onda specifica di 1,57 micron e la ghiaia del Crawlerway rifletteva quella lunghezza d’onda esattamente come il suolo lunare.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649538642870779905
9/ L’abbiamo mappato anche allo Swamp Works, e dopo aver dimostrato di avere un materiale che era (A) abbondantemente disponibile e (B) compatibile col suolo lunare in quel senso, lo abbiamo selezionato per costruire l’area di test.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649540055801778177
10/ In una delle nostre prime riunioni, ho detto al team di Morpheus che NON gli sarebbe piacouto far atterrare il loro lander sulle ghiaie del Crawlerway, qui sulla Terra. Atterrare sulla regolite lunare è molto più sicuro che atterrare sulla regolite sulla Terra. Il comportamento dei gas di scarico sulla luna è mostrato qui di seguito (foto nel tweet).
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649541686513614849
11/ Perché sulla Luna, nel vuoto, il gas si diffonde all’esterno e non scava un cratere sulla linea centrale, mentre nell’atmosfera terrestre è focalizzato come uno “scavatore di buche” che può creare un geyser di terra e rocce che risalgono verso l’alto, verso il razzo.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649542823379714054
12/ Quindi ho raccomandato di “nascondere” lastre di cemento appena sotto la superficie della ghiaia del Crawlerway nei punti dove volevamo far atterrare Morpheus. In questo modo il getto di gas avrebbe proiettato le polveri sottili e detriti orizzontalmente, come un allunaggio ma senza un geyser che sparasse verso il razzo.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649543198467923970
13/ Ecco un bellissimo video del volo di Morpheus. Guardate come il sistema laser scansiona l’area di test. Trova la zona di atterraggio più sicura e vola verso di essa per l’atterraggio. Abbiamo nascosto i blocchi di cemento sotto i due punti più sicuri in modo che li trovasse sempre.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649545515460116481
14/ Durante ogni atterraggio abbiamo raccolto dati in video sugli effetti del pennacchio, alcuni dei quali erano inclusi in questo video, e dopo che il veicolo era stato messo in sicurezza, andavamo sulla piattaforma di atterraggio per misurare e documentare il danno alla lastra di cemento.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649546472742875143
15/ Riguardo a Morpheus, in quel video (13° tweet) notate come il pennacchio durante il lancio esce da un solo lato. Non è stato così per i primi voli, ma abbiamo avuto un incidente che ci ha imposto di modificare l’operazione di lancio.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649547430235447296
16/ Al momento del lancio, il veicolo si è capovolto lentamente, poi si è schiantato al suolo ed è esploso. Questo è stato un guasto dell’unità di misurazione inerziale, probabilmente perché un connettore si è allentato a causa delle forti vibrazioni acustiche del lancio. Le superfici di lancio piatte non aiutano in questo senso.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649548500022050817
17/ Quindi, tra vari altri miglioramenti, abbiamo apportato modifiche alla rampa di lancio per ridurre l’impatto acustico dei gas di scarico. Sono stato PI di un sottoprogetto per progettare e costruire una fossa antincendio portatile per convogliare l’energia acustica. Qui lo stavo ispezionando.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649548804629078016
18/ L’abbiamo realizzata in acciaio, progettandola in modo da poter tagliare il cemento e posizionarla al suo interno. Ecco perché il pennacchio di gas fuoriesce solo da un lato durante il lancio, ma negli atterraggi il pennacchio e il materiale espulso esplodono in tutte le direzioni.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649550296815738883
19/ Ci sono stati altri casi in cui abbiamo dovuto studiare problemi alle rampe di lancio. Su STS-124 lo scarico del razzo ha strappato via migliaia di mattoni dal lato della flame trench, frantumandoli e lanciandoli a un paio di chilometri di distanza, Fortunatamente il pad è stato progettato per incanalarli.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649551043649232899
20/ Ma non eravamo sicuri se l’Orbiter non ne fosse stato colpito. Dovevamo scoprire se era sicuro per gli astronauti atterrare. Abbiamo iniziato a fare simulazioni dei getti di gas di scarico per vedere dove sarebbero esplosi i frammenti. Avevamo bisogno di conoscere le dimensioni dei frammenti da usare in quelle simulazioni.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649551841632432129
21/ @Ryan_N_Watkins era il mio stagista al GMRO Lab (non ancora lo Swamp Works). Le ho chiesto di allestire un sito di “scavo archeologico” sulla rampa di lancio e misurare le dimensioni e la massa di ogni frammento nel suo sito. Qui vedete Ryan che raccoglie i dati con il nostro collaboratore John Lane.
https://twitter.com/DrPhiltill/status/1649552591913721858
22/22 Le piattaforme di lancio e atterraggio sono permalose. Ogni piccola cosa che va storta può causare un effetto domino che porta a un problema enorme. Questo perché si sta cercando di smaltire in sicurezza una quantità enorme gas ad altissima energia per lanciare un razzo verso lo spazio. Spero che questa storia lo abbia reso interessante🙂