Progetto IRENE - Test ipersonico con la galleria Scirocco del CIRA

Agenzie spaziali ASI
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Ho il grande piacere ed una punta di orgoglio di annunciare che lo scorso 10 maggio, alle ore 15.30 il dimostratore (scala 1:4) della capsula IRENE ha superato con ampio successo il test di rientro presso la galleria ipersonica SCIROCCO del CIRA.

Il programma IRENE (Italian Re-Entry Nacelle) è finalizzato alla realizzazione di un veicolo di rientro unmanned a basto costo (con un buon rapporto payload/massa al lancio) attraverso l’impiego di una innovativa configurazione “ad ombrello” con uno scudo termico diviso in due porzioni: una fissa ed una estendibile che utilizza uno speciale rivestimento multistrato.

Il progetto IRENE è un programma ASI realizzato dal Consorzio ALI (Aerospace Laboratory for Innovative components) composto da un pool di aziende campane e laziali (Astro Industry, Euro.Soft, ITS, FoxBit, SRS Engineering Design, TeS, Telespazio) ed è un progetto TUTTO italiano che utilizza expertise, know-how e materiali esclusivamente ITALIANI.

Il test è durato complessivamente 281 secondi (i 270 previsti dal profilo di rientro di IRENE più 11 per fermare l’impianto) con un flusso termico di 350 kW/mq. Per la prima volta da quando è stata realizzata la camera SCIROCCO disponeva di tutto l’apparato di sensori composti da 2 termocamere a colori, 4 pirometri (di cui 2 dual-color) mentre il Dimostratore era equipaggiato con 18 termocoppie (tipo K) per la rilevazione delle temperature. Al termine del test il dimostratore è stato recuperato intatto e sia la parte fissa (il nosecone) che la parte flessibile (l’ombrello) non hanno mostrato segni di deterioramento.

Ulteriori informazioni sul progetto sono reperibili presso il sito ASI:
http://www.asi.it/it/news/scirocco_soffia_su_irene

Di seguito allego qualche immagine del progetto e del test effettuato, nell’ordine:

  1. Un’immagine di progetto del dimostratore elaborata in CATIA V5
  2. Il dimostratore di IRENE immediatamente dopo il test
  3. Il team congiunto ASI-ALI-CIRA dopo il test (circa un’ora dopo quando si è potuto accedere al dimostratore dopo il raffreddamento)
  4. Il team ALI, da sinistra a destra: il Prof. R. Savino (DIAS-UNINA), Prof. G . Squame (Presidente ALI), Ing. E. Bassano (Program Manager - Telespazio), Ing. F. Punzo (ALI), Arch. G. De Chiara (System Engineer - Telespazio), Ing. G. Vinni (ITS), Ing. L. Gramiccia (SRS Engineering Design)
  5. Ancora il team ALI ed ASI: Dr. P. Dell’Aversana (Resp.le sviluppo Dimostratore - ASTRO), Ing. R. Aurigemma (Direttore Tecnico ALI - Euro.Soft), Dott.ssa C. Facchinetti (ASI), Ing. L. De Titta (TeS).

Per il CIRA erano presenti l’Ing. C. Richiello, l’Ing. E. Trifoni, l’Ing. F. De Filippis e l’Ing. S Cantoni che hanno coordinato tutto il lavoro di preparazione del test ed integrazione di IRENE con SCIROCCO nonché la conduzione del test stesso.

Dato che la notizia del test era già stata data su FA qui:
http://www.forumastronautico.it/index.php?board=169.0

chiedo pertanto al nostro buon Admin di accorpare i due thread, su questo che ho aperto io, allo scopo di evitare duplicazioni nella discussione circa il progetto IRENE.

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Vi segnalo anche l’articolo uscito sul Denaro di oggi dedicato proprio al progetto IRENE:

http://news.denaro.it/blog/2011/05/13/consorzio-ali-successo-per-la-capsula-spaziale-campana/

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@archipeppe: Aspettavo con ansia il tuo post sull’argomento

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Per amor di giustizia mi sembra doveroso segnalare anche la presenza dell’Ingg. A. Ferrarotti, F. Palutan e G. Salza (TeS) al test, anche se non sono visibili nelle foto (forse in quella di gruppo…). :smile:

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Mi unisco alle felicitazioni di tutti

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Rispondo a Corgius (dall’altro thread), come già scritto IRENE ha una configurazione del tipo “blunted cone” estesamente investigata in passato e di cui esiste ampia letteratura in merito. Tale configurazione ha il vantaggio di consentire un rientro “full ballistic” ossia balistico (rapporto L/D = 0 in regime ipersonico), quindi un rapido attraversamento degli strati superiori dell’atmosfera (con un basso flusso termico) e di converso un elevato numero di g incassati dalla capsula la quale non essendo abitata non crea problemi particolari.

Lo scudo termico ha una parte rigida (il nosecone) ed una parte flessibile (quella che riveste l’ombrello), ed entrambe compongo il TPS non solo quella immediatamente anteriore.

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Anche il CIRA riporta la notizia del test su IRENE e del suo buon esito:

http://www.cira.it/it/comunicazione/news/irenecapsularientroasi

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Qualche ulteriore informazione relativa al test di martedì scorso:

il dimostratore è giunto al CIRA il giorno 5 maggio scorso (incidentalmente la ricorrenza di Sant’Irene da Lecce…).
L’integrazione con il PWT (SCIROCCO) è avvenuta lunedi 9 maggio e contestualmente è stato anche verificato lo status dei sensori (sopratutto le termocoppie).
Il test è iniziato circa alle 15.30 del 10 maggio e la fase di preavvio del PWT ha richiesto 20 minuti al termine della quale l’impianto è stato avviato per 5 minuti in “free running mode” prima di inserire il dimostratore di IRENE al suo interno.

L’inserzione di IRENE è avvenuta dal basso, attraverso un’apposita botola nel pavimento del PWT, e l’inserzione stessa è durata circa 2 sec. IRENE Dimostratore era collegata ad una speciale interfaccia del PWT designata MSS dal CIRA, in pratica uno speciale mast a cui è collegato il modello da provare e raffreddato a liquido per mantenere le temperature in un range compreso tra 0 e 150°C.

Al termine del test il team IRENE ha atteso circa un’ora affinché il sistema si raffreddasse completamente e fosse possibile accedere al modello del Dimostratore, cosa regolarmente avvenuta come testimoniano le foto che ho postato nei giorni scorsi.
Il dimostratore è stato smontato dall’MSS il giorno successivo per una più estesa analisi meccanica, mentre l’analisi dei dati postvolo prenderà circa un mese.

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Gli scudi termici ablativi delle capsule appaiono generalmente scuri dopo il rientro, mentre quello di IRENE è chiaro dopo il test in condizioni analoghe. A cosa è dovuta la differenza?

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Ottima domanda.

Il punto è che lo scudo termico di IRENE, sia nella sua parte fissa che quella flessibile, non è realizzato in materiale ablativo. Pertanto, coerentemente alle ipotesi ed alle simulazioni condotte, non si è verificata alcuna ablazione al termine del test.

La capsula ha immediatamente raggiunto il “calor bianco” una volta immersa nel flusso ipersonico ed in tale stato è rimasta fino alla fine della prova (per le eventuali differenziazioni quantitative di temperatura attendiamo i risultati delle due termocamere).

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Bisogna, inoltre, tener presente che le condizioni operative di un test ipersonico sono più “dure” rispetto a quanto avviene in realtà durante un vero rientro nell’atmosfera.

Questo perché il rientro avviene per gradi seguendo una certa curva (non proprio lineare) che risulta funzione delle molecole di ossigeno per metro cubo che si incontrano man mano che si scende negli strati più densi dell’atmosfera terrestre a partire dal punto di “interfaccia” (per IRENE fissato a 100 Km di quota).

In un test come quello effettuato con il PWT “SCIROCCO” invece si raggiunge subito il massimo valore di flusso termico (in pratica uno scalino piuttosto che una curva) e tale valore viene mantenuto fino alla fine del test per tutta la durata prevista, laddove in realtà si assiste ad una fase di picco (che dura circa due terzi di quei 270 secondi che avevamo preventivato) dopodiché il flusso termico inizia a decrescere rapidamente.

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Con un veicolo operativo in situazioni di impiego reali sarebbe necessario aspettare un tempo altrettanto lungo prima di avvicinarsi? Oppure l’ambiente e le condizioni diverse di un vero rientro ridurrebbero il tempo di attesa?

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Altra domanda molto interessante.
La seconda che hai detto… :wink:

In condizioni operative avverrebbe un consistente raffreddamento delle superfici esterne, una volta terminata la fase di “picco” ipersonico, durante la transizione dal regime supersonico a quello transonico prima e subsonico poi, considerando che questo avviene ancora nella stratosfera quindi con temperature esterne ben al disotto dello zero.

Inoltre nella fase operativa bisogna tener conto anche del tempo di discesa con il paracudute (uno relativamente ridotto considerando che lo scudo termico “ad ombrello” di IRENE agisce, di per se, come un potente parafreno) se poi ci metti che al termine del volo per IRENE è previsto l’ammaraggio…

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Anche l’agenzia ANSA ha dato notizia del test di IRENE:

http://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/spazioastro/2011/05/12/visualizza_new.html_870145702.html

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@archipeppe: Grazie mille veramente molto completo!!

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Peppe, complimenti vivissimi. A presto

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Grazie mille, magari ci ritroviamo qui da noi a Napoli per un caffe e pizza insieme!!!

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Naturalmente sentiti libero di aggiungere qualcosa di tuo (se lo ritieni utile)… :smile:

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Ribadisco qui i complimenti che ho già fatto a te e a tutto il team via telefono.
Sono sempre felice di vedere come nel nostro Paese vi siano risorse umane e tecnologiche di altissimo livello, che dovremmo in qualche modo mettere a contrappeso della nostra esterofilia.
Ci accordiamo per una bella intervista su AstronautiCAST? :wink:

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Ancora una volta ti ringrazio per i complimenti e la stima che hai più volte espresso nei confronti del nostro team (naturalmente ho provveduto ad estenderli anche agli altri componenti). :smile:

Per quanto riguarda l’intervista su AstronautiCast mi trovi assolutamente d’accordo, allo scopo di evitare un monologo del sottoscritto (fin troppo noto agli ascoltatori di AstronautiCast) vorrei organizzare un’intervista “a più voci” magari coinvolgendo il Prof. Squame (come Presidente del consorzio ALI) ed il mio collega Ing. Edmondo (Eddy) Bassano (in qualità di Program Manager del progetto).
Appena riesco a coordinare la cosa con loro ci sentiamo per concordare la cosa… :wink:

Per quanto riguarda il nostro progetto, come già scritto nel primo post di questo thread, è fonte di particolare orgoglio il fatto che sia in toto frutto dell’ingegno e della capacità tencologica del nostro paese, quale modo migliore per festeggiare in maniera “spaziale” in 150 anni di unità della nostra nazione (questo senza contare lo straordinario volo prolungato di Nespoli ed il prossimo lancio di Vittori…).