Nuovi progressi per Orion in previsione del primo volo orbitale

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#1

I tecnici al lavoro sulla futura capsula abitata della NASA, Orion, stanno compiendo importanti progressi nel mese di febbraio 2012. I progressi sono relativi alla costruzione della prima capsula di test, che volerà nel 2014, e alla preparazione delle nuove prove sul sistema di paracadute, che si svolgeranno entro fine mese.

Gli ingegneri al lavoro alla Michoud Assembly Facility (MAF) della NASA, a New Orleans, hanno infatti completato due importanti milestones relative alla capsula che volerà durante il test di volo EFT-1. Le milestones comprendono il completamento della struttura portante della capsula, e la produzione delle prime piastrelle dello scudo termico.

Orion, anche conosciuta come Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV), è la capsula che la NASA sta sviluppando per missioni spaziali di esplorazione oltre l’orbita terrestre (o BEO, Beyond Earth Orbit), come ad esempio verso la Luna, gli asteroidi NEO oppure verso Marte e i suoi satelliti. Il razzo vettore che lancerà Orion dovrà essere il nuovo Space Launch System (SLS), anch’esso in progettazione, che però non vedrà la luce prima della seconda metà del decennio.

Nel frattempo, la capsula Orion verrà testata in un volo orbitale, battezzato EFT-1 (Exploration Flight Test 1), nel 2014. Il veicolo verrà lanciato tramite un Delta IV-Heavy, senza equipaggio, su un’orbita molto ellittica, in modo da simulare un rientro in atmosfera ad alta velocità, come nel caso di rientro da missioni BEO. I risultati del test verranno presi in considerazione durante la Critical Design Review (CDR), attualmente prevista per aprile 2015, che definirà le caratteristiche finali della capsula con equipaggio.

La capsula che volerà in EFT-1 sta lentamente prendendo forma al MAF. Secondo NasaSpaceFlight.com la struttura portante interna di Orion è stata completata all’inizio di febbraio, secondo programma. Sono inoltre in fase di produzione le piastrelle che comporranno la struttura esterna dello scudo termico superiore.

Al contrario dello shuttle, lo scudo termico inferiore di Orion non sarà composto da piastrelle, ma impiegherà un materiale ablativo secondo la tecnica già sperimentata durante le missioni Apollo, anche se il materiale utilizzato sarà di tipo differente. Le piastrelle verranno comunque utilizzate per tutta la restante struttura esterna superiore della capsula, e dovranno fornire oltre alla protezione termica anche un’adeguata resistenza strutturale e protezione dai micrometeoriti.

Altri importanti progressi sono stati ottenuti sul Parachute Test Vehicle 2 (PTV2) che invece verrà utilizzato nelle prove del sistema dei paracadute. La capsula verrà lanciata da un C-17 dell’US Army alla fine del mese di febbraio.

Dopo i successi dei primi test sul PTV1 (il mockup di prima generazione per il test dei paracadute), il programma di sviluppo ha subito un primo stop nel 2008, quando un fallimento del test ha provocato lo schianto del veicolo al suolo. Il sistema montato su PTV1 prevedeva 8 paracadute, ma altri 10 paracadute erano necessari per l’estrazione della capsula dall’aereo. Un guasto nell’estrazione di uno di questi paracadute del sistema di estrazione pose la capsula in posizione e con velocità non corrette, non permettendo al sistema di paracadute vero e proprio di rallentare sufficientemente la discesa del PTV1. Nel 2010 è avvenuto un incidente simile, stavolta da attribuire al sistema di estrazione stesso, piuttosto che ai paracadute.

Il veicolo di test di seconda generazione, PTV2, è ora in fase di completamento. Il sistema è stato rivisto e corretto, anche se le migliorie effettuate non sono state ancora divulgate dalla NASA. Il primo drop-test è previsto per mercoledì 29 febbraio.


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#2

Molto interessante. Speriamo che il progetto possa proseguire senza problemi. Una domanda… ma quante navicelle Orion verranno realizzate per il 2017? La Nasa, cioè, potrà contare su più navicelle Orion, in modo da anticipare il volo con gli astronauti al 2019, come suggerito da alcuni all’interno della Nasa?

#3

Quindi tutta la struttura esterna è ricoperta da piastrelle…!? :scream:
dovrebbe pesare un bel pò questa “coibentazione” (?)

#4

Beh è lo stesso come ordine di grandezza delle piastrelle dello Space Shuttle, sono materiali molto simili.

#5

Comunque, malgrado le piastrelle, il CM Orion non può effettuare un rientro balistico di emergenza da LEO, giusto?

#6

Non saprei quanto possa essere “balistico” il rientro di Orion in situazioni di emergenza.

#7

Dalla Thermal Protection System Facility alcune immagini delle piastrelle del MPCV:





#8

qualche notizia in più sulle piastrelle che dovranno ricoprire l’esterno di Orion/MPCV in questo articolo del sito della NASA.

in sintesi:

  • le piastrelle di Orion sono realizzate nello stesso materiale di quelle degli Shuttle, ma con dimensioni medie leggermente superiori: 8x8 pollici (circa 20x20 cm) per Orion contro i 6x6 pollici (circa 15x15 cm) per lo Shuttle;
  • ovviamente ce ne vorranno molte di meno per Orion che per uno Shuttle, vista la minore superficie ricoperta: circa 1.300 per Orion contro le circa 23.000 degli Shuttle;
  • ci saranno su Orion piastrelle con la stessa forma in punti diversi della superficie ricoperta, un bel passo avanti alle 23.000 uniche e non intercambiabili dello Shuttle;
  • le piastrelle, dopo essere realizzate, verranno fotografate in 3D per essere “montate virtualmente” prima dell’assemblaggio effettivo, onde scoprire prima eventuali difetti dimensionali;
  • al contrario dello Shuttle, per Orion le piastrelle potranno essere utilizzate una volta soltanto e dovranno essere sostituite tutte per intero dopo il rientro in quanto i voli di Orion si concludono con un bel tuffo nell’oceano: il materiale delle piastrelle è fortemente idrofilo per cui, nonostante la verniciatura esterna, si imberranno (?! ma è italiano?) completamente d’acqua diventando non riutilizzabili; per gli Shuttle, per fare un esempio, c’era invece la necessità di sostituirne al più da 100 a 150 dopo ogni volo;
  • le piastrelle verranno montate su nove pannelli che verranno a loro volta successivamente montati sulla capsula Orion a mo’ di pelle esterna;
  • la ragione dell’utilizzo delle piastrelle coibenti sulla superficie esterna di Orion (mentre lo scudo termico sarà di tipo ablativo derivato concettualmente da quello delle capsule Apollo) sta nel fatto che le temperature di rientro, con una velocità di circa 25.000 mph (circa 40.000 km/h) di ritorno dalle missioni lunari o dallo spazio profondo, sono molto maggiori di quelle sopportate dagli Shuttle;
  • il fatto di utilizzare per le piastrelle un materiale di derivazione Shuttle ha consentito di re-impiegare tecnici con più di 30 anni di esperienza nel maneggiare questo tipo di piastrelle.
#9

stesso materiale delle piastrelle degli shuttle: ma, chimicamente, di che materiale si tratta?

#10

Alcune informazioni di base sono nella voce Space Shuttle thermal protection system di Wikipedia.

#11

Essenzialmente fibre di silice, o di ceramica a base silicica, con molta aria - vedi

Il che spiega anche l’imbibimento a contatto con l’acqua.

#12

Imbibiranno”, credo.
Ma l’X-37B monta lo stesso tipo di rivestimento termico?

#13

grazie Paolo e IK1ODO.
mi interessa molto la chimica

#14

Sì, dovrebbe essere dello stesso tipo.