Perché Apollo CM e Mercury/Gemini hanno forme diverse

Un’interessantissima dichiarazione rilasciata da Max Faget, progettista della capsula Apollo (nonché di Mercury e Gemini) in merito alle scelte che hanno condotto il team di progettazione a dare all’Apollo CM la forma che ha (ossia triangolo equilatero con bordi smussati).

[i]"There were some other things that we did at that time that helped set the shape. We had a fairly lengthy argument about whether the bottom of the heat shield should be rounded-the point where the heat shield and the conical part intersect. Mercury and Gemini are sharp and in Apollo we rounded that off. I thought it should be sharp because I couldn’t see anything wrong with it and it also increased the total drag.

One of the primary things that I think settled the issue was that on the early Saturns, which had been designed primarily as a R&D vehicle down at Huntsville, they designed this vehicle and got the go ahead to put two or three of them into production for test flights without any payload. So they had several old Jupiter nosecones laying around. These are long conical nosecones, and they decided since they had instrumentation in those nosecones they’d make the Jupiter nosecones the payload. But because there wasn’t enough room for all the instrumentation in a Jupiter nosecone, they discontinued the conical shape until the diameter got up to 156 inches and said that’s going to be the payload. Then they took the upper part of the Saturn IV-B stage, which was being built by Douglas, and put an adapter section on it at the same conical angle as the nosecone and brought that down from the 180 inches to 156 inches. That was the interface between the work going on at Douglas and the work going on at Huntsville. So when we finished our job we had a vehicle that was 14 feet in diameter and we said we’d like to fly this on top of the Saturn and they said “Oh, gee, it’ll cost us a million dollars to put a new front end on the Saturn.” So we went round and round, and to make a long story short we decided at Langley that it would be a lot easier just to reduce our diameter down to 156 inches than to argue with those guys. And the easiest way to do that was just to round the corners off-we didn’t want to change the internal layout, so we rounded off the corners and ended up with 156 inches. Marshall decided that they would put rounded corners on Apollo and I don’t think they ever knew why." [/i]

Per il momento è per coloro che capiscono l’inglese, appena posso ne farò anche una traduzione in italiano.

In ogni caso la dichiarazione è stata estrapolata dal seguente documento della NASA:

http://history.nasa.gov/SP-4223/sp4223.htm

Ecco la traduzione:

"A quel tempo ci furono una serie di fattori che ci aiutarono a scegliere la forma (dell’Apollo ndt). Avevamo tutta una serie di lunghe argomentazioni in merito al fatto che lo scudo termico dovesse essere molto smussato nel punto di giunzione con il cono superiore. Sia la Mercury che la Geminini disponevano di un bordo netto mentre l’Apollo aveva un bordo particolarmente smussato. I ritenevo dovesse essere netto dal momento che non ci vedevo niente di sbagliato e che comunque incrementava la resistenza aerodinamica (al rientro ndt).

Una delle cose più importanti che abbiamo dovuto fissare è stato relativo al fatto che i primi Saturn, nati ad Huntsville essenzialmente come veicoli di ricerca e sviluppo, furono progettati e costruiti, in due/tre esemplari, semplicemente per dei test di volo senza alcun payloiad. A quel tempo c’erano in giro una serie di nosecone dei missili Jupiter come surplus. Dato che si trattatava di nosecone abbastanza lunghi, qualcuno ad Huntsville decise di metterci dentro della strumentazione e farli volare come paylaod. Dato che, però, i nosecone degli Jupiter non riuscivano ad alloggiare tutto il carico di strumenti necessario fu deciso di prolungarne la forma conica fino a raggiungere un diametro di 156 pollici. Dopodiché si decise di prendere la parte superiore di uno stadio Saturn IVB, che era costruito dalla Douglas, ed equipaggiarlo con un adattatore disegnato con la stessa inclinazione e con un diametro che andava da 180 a 156 pollici. Questa diveniva, in pratica, l’interfaccia tra quello che stavano facendo alla Douglas e quello che stavano facendo giù ad Huntsville. Così quando noi terminammo il lavoro preliminare e venimmo fuori con un veicolo di 14 piedi di diametro e dicemmo a tutti che avrebbe volato sopra un Saturno ci fu risposto “Oh…cavolo…ci costerà almeno un milione di dollari (dell’epoca ndt) modificare il Saturno in maniera conveniente…”. Così cominciammo a fare girotondo intorno al problema e, per tagliare corto, decidemmo che era più semplice scendere a 156 pollici di diametro (della capsula Apollo, così da ottenere quella forma “equilatera” in proporzione alla lunghezza - ndt) piuttosto che far rifare il lavoro ai ragazzi di Huntsville. La via più semplice per ridurre drasticamente il diametro era, senz’altro, quella di smussare lo spigolo di raccordo tra la sezione conica e lo scudo termico senza modificare il layout interno, cosicché smussammo gli angoli fino ad arrivare a 156 pollici. Alla fine il Marshall decise di tenersi gli angoli smussati senza mai saperne il perché…"

E quindi hanno smussato anche Orion per tradizione?
Boh, mi sembra così strano.

Ho avuto più difficoltà con le conversioni da pollice e piede in metri che con l’inglese… :smile: grazie del bel lavoro comunque. Una conferma è sempre gradita :smile:

In realtà non si parla della forma ma della giunzione scudotermico/pareti laterali, di una capsula che comunque non è grossissima, le difficoltà tecnologiche nel realizzare un angolo netto sia per questioni strutturali che termo-dinamiche per una ancora più grande non sono poche.

Per il motivo della scelta della forma, “ri-scelta” anche per Orion, rimando a questo post, più esaustivo sul perchè delle proporzioni:

Interessante, anche se mi lascia un pò interdetto… pensavo che una parte così critica fosse progettata in base alla funzionalità e senza il minimo compromesso…!

In effetti si parla anche della forma, Faget fa esplicito riferimento al fatto che si sia basato sul nosecone (ossia sulla parte terminale conica) del missille Jupiter (un derivato della V2 insieme al Redestone) per ottenere la forma dell’Apollo.

Sulla giunzione parte conica-scudo termico sono d’accordo con Alberto quando dice che sarebbe stata una cosa complicata ma non impossibile…

Invece, credimi parlo per esperienza diretta, in campo spaziale tutto è frutto di compresso…

Ho appena fatto un print-screen, lo stampo e me lo incornicio!!! :wink: :stuck_out_tongue_winking_eye:
Archipeppe e Alberto che sono d’accordo! Roba da matti! :stuck_out_tongue_winking_eye:

Scherzo ovviamente!

Non ci crederai, ma sono tra i fondatori della stessa associazione!

By the way, ne approfitto per fare alcune domande (specifiche) in proposito:

  1. è vero, che una delle ragioni della forma degli scudi utilizzate nelle capsule è produrre un “onda d’urto” che allontana il plasma ionizzato dallo scudo stesso?

  2. ho visto il layout e le specifiche del Rocketplane Kistler;
    è effettivamente possibile che possa rientrare rientrare un veicolo con la conformazione scudo/corpo del genere, e in ogni caso, sarà riutilizzabile effettivamente?

  3. il “rivestimento” ablativo delle Vostok e Voskhod potrebbe avere ancora delle applicazioni?

Io non l’ho intesa cosi… :thinking:
Rileggendo la fonte originale in inglese, a me sembra di capire che si fosse utilizzato un fairing degli Jupiter per installarci dentro gli apparati da testare (e questo aveva forma e angolo ben diverso dall’Apollo) per tutti i primi test, per cui si è reso necessario un adattatore per montarlo sul Saturn, una volta venuto il momento di installare l’Apollo reale (con forme e proporzioni già definite) che aveva diamentro leggermente maggiore si sono smussati gli angoli per non rifare l’adattatore del Saturn, “mangiando” così i 15cm per lato che mancavano… ma l’Apollo era già fatto, era per le dimensioni del diametro del fairing del Jupiter che si è smussato (e solo quello, senza toccare altri parametri già definiti in precedenza) il raccordo scudo-parete della capsula una volta venuto il momento di montarlo…
Io la interpreto così, non che la forma della capsula derivi da quella del fairing del Jupiter semmai i diametri sono in qualche modo correlati (a meno dei 30cm di scarto)

Ehi guarda che credo sia già successo un sacco di volte… credo siamo già a 2 o 3!! :stuck_out_tongue_winking_eye: :stuck_out_tongue_winking_eye:
Scherzo, il fatto è che con Peppe è sempre un piacere discutere degli argomenti che più ci appassionano, e con una persona leale come lui si può essere sicuri che l’apprezzamento sia reciproco! come si dice… un Signore! :wink:

Sono i nostri ragazzi…

Paolo Amoroso