Scelto il materiale per lo scudo termico di Orion [0904-CON]

Missioni con equipaggio in corso Orion
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La NASA ha concluso lo studio di paragone fra i materiali candidati ad essere utilizzati per lo scudo termico della nuova capsula e ha annunciato il materiale scelto a tale scopo.
Erano in lizza due materiali ablativi speciali, il PICA (Phenolic Impregnated Carbon Ablator) e l’AVCOAT. Il primo è stato utilizzato di recente sulla sonda Stardust e si basa su blocchi prodotti singolarmente e successivamente montati sullo scudo, mentre il secondo era utilizzato già ai tempi delle missioni Apollo e successivamente applicato nei primi voli shuttle in alcuni punti della navetta.
Entrambi si sono dimostrati in grado di operare nelle condizioni richieste dal nuovo progetto ma la scelta è ricaduta, dopo 3 anni di studi e valutazioni sull’AVCOAT. E’ un materiale ablativo e a tutti gli effetti composito, realizzato con fibre di silicio e resina epossidica su supporto di fibra di vetro a nido d’ape formando un unico corpo già al momento della produzione.
Per entrambi sono stati realizzati dei modelli in scala reale per vagliarne le capacità produttive e prestazionali (massa, performance termiche e strutturali, costi, produzione, affidabilità e processo di certificazione) arrivando dopo una lunga serie di test alla scelta finale, portata dalla maggior affidabilità, robustezza e conoscenza dell’AVCOAT rispetto al PICA, quest’ultimo più leggero ma con minore capacità protettiva.
Le difficoltà riscontrate nella produzione del materiale scelto sono state soprattutto nel ritrovare le ottime prestazioni che si erano riuscite ad ottenere con il programma Apollo, una volta raggiunte tali performance è stato evidente che la scelta più logica sarebbe stata questa.

Al materiale che comporrà lo scudo termico saranno richieste prestazioni di assoluto rilievo, in grado cioè di sopportare e riportare la capsula a terra dopo un rientro interplanetario con temperature che raggiungeranno i 2800°C circa, circa 5 volte tanto le temperature che subirà da un ritorno da una missione in LEO.

Nell’immagine, il Manufacturing Demonstration Unit in AVCOAT .

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Evvai, dove lavoro io produciamo resina epossidica, che ultimamente risente un pò della crisi, domani consiglierò ai venditori di concentrarsi sul mercato USA.

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Quindi lo scudo termico non sarà composto dalle piastrelle ceramiche oggi in uso sulle navette, se ho capito bene e lo scudo è sganciabile prima dell’atterraggio o resta fisso?

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Resina epossidica?
Quindi vuol dire che è un ablativo? Ossia si consuma durante il rientro?

Niente piastrelle riutilizzabili?

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Interessante che non abbiano scelto il materiale di Stardust, considerando che è fino ad oggi è la capsula di rientro con la velocità di partenza più alta.
Personalmente pensavo sarebbe diventata il punto di partenza per tutte le capsule di rientro da missioni esterne all’orbita terrestre…

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Sono d’accordo con te al 110%, Orion si sta dimostrando sempre più un “ritorno al passato” in tutti i sensi.
Sinceramente, e senza voler innescare polemiche con nessuno (capito Alberto???), mi aspettavo che ALMENO dal punto di vista dei materiali qualche innovazione Orion la portasse… :disappointed:

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Stavo pensando proprio la stessa cosa… :disappointed:
Però se questa scelta è la migliore attualmente…

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Pero’ è anche vero che a quanto scrive Albyz: “arrivando dopo una lunga serie di test alla scelta finale, portata dalla maggior affidabilità, robustezza e conoscenza dell’AVCOAT rispetto al PICA, quest’ultimo più leggero ma con minore capacità protettiva”.
Se i test li hanno fatti su entrambi i materiali e alla fine l’AVCOAT dà più protezione e più affidabilità, perchè cambiare?

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No, mi spiace ma non sono d’accordo.

Con questa storia di “questa è la scelta migliore…” stanno facendo passare delle scelte che hanno solo il sapore del risparmio e della pusillanimità in nome di una sicurezza “assoluta” che nello vita, tantomeno nello Spazio, non può esistere.

Un’agenzia spaziale deve “rischiare” per mandato. Laddove non c’è rischio non c’è innovazione scientifica e nemmeno tecnologica.

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Ed eravamo in due a pensarlo. :cry: Si torna indietro di 40 anni anche con i materiali. E se per la capsula al posto di uno shuttle2 capisco i tanti motivi, per questa scelta mi spiace un po’… dopo il praticamente certo abbandono di strutture innovative per la vessel pressurizzata di Orion ora anche l’ablativo dell’Apollo… :cry:

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Ciao a tutti,
personalmente condivido ad occhi chiusi la scelta di un materiale che ha riportato 9 volte (con successo al 100%) le capsule Apollo dalla Luna. Per il PICA cosa abbiamo? 1 rientro di una capsula da 50 kg…

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e 40 anni di differenza.
Certo, meglio un materiale gia’ testato 9 volte con successo. Come meglio avere (forse) un Ares V un po piu grande del saturno, una capsula Orion un po piu grande di quella dell’Apollo ed un lander Altair un po’ piu grande di quello dell’Apollo. Se poi ci mettiamo il rover pressurizzato giocattolo che hanno mostrato alla parata del presidente che e’ (fantascientificamente) un po’ piu grande del LRV siamo a cavallo.

Dopo 40 anni riusciamo (forse) a fare una missione identica ma un po’ piu grande di quella Apollo…

Personalmente mi spiace parecchio. E mentre per l’architettura vedevo poche possibilita’ di modifica, per i materiali ci speravo parecchio… invece… :cry: :cry: :cry: :cry:

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Non è così!
La missione sarà profondamente diversa, si va per fare una missione a lungo termine con base semi-permanente a quanto si ipotizza (quindi ovviamente bisogna aspettare e vedere), non una toccata e fuga!

Per il resto sono anch’io rimasto un po’ deluso da questa scelta, ma come è già stato fatto notare, si tratta di una scelta ragionata e frutto di test durati 3 anni. Evidentemente il rapporto vantaggi/svantaggi era a favore di questa scelta!

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Scusa ma e’ scritto dove? l’idea di una base semi-permanente non so quanto sia ancora attuale. da quanto ne so io le prime missioni saranno semplici toccate e fuga con massima durata sulla superficie di 14 giorni. ed il sempre maggiore interesse degli americani (e non solo) per i rover pressurizzati, uniti ai requisiti di navigatione autonoma e capacita’ di controllo da terra (nei periodi senza astronauti) che stanno assumendo sempre maggiore importanza, mi fanno sempre piu’ pensare che l’idea di una “base” sia allo stato attuale molto poco perseguita. L’idea di poter muovere un rover per farlo andare da un sito di atterraggio all’altro e che permetta di sostenere l’uomo sulla luna per il tempo necessario mi sembra la strada seguita al momento.
Anche se stiamo ancora parlando di architetture basate su un lanciatore che non esiste nemmeno… sono sempre pronto a cambiare idea. Visto come cambiano velocemente, se hai notizie piu’ aggiornate…

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Mi baso sulla vision e sulle ventilate collaborazioni con ESA per la progettazione e realizzazione di cargo per il rifornimento lunare! :wink:
Nulla di più! Infatti ho scritto che mi riferivo alle ipotesi fatte e che comunque come te aspetto di vedere come si evolve la situazione! :wink:
Semplicemente volevo puntualizzare che “l’idea” è quella e non mi sembra corretto dire a priori che non si farà!
Ovviamente io spero che si faccia, ma stai tranquillo che non ci metto la mano sul fuoco! :wink:

Per il momento bisogna solo apettare, io poi per natura sono un po’ ottimista (o sognatore se vuoi) e quindi mi aspetto che almeno una parte venga rispettata. :wink: Ma senza nessuna certezza…

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Purtroppo non è vero.
Anche se il Constellation promette (e bisogna vedere se mantiene) tempi di permanenza sul suolo lunare più lunghi, non mi sembra di ravvisare alcun elemento di innovazione rispetto a quanto previsto dal programma AAP e LESA alla fine degli anni '60.
L’unico vero elemento di innovazione, come scrive giustamente Maloso, è costituito proprio dal discorso dei rover pressurizzati semi-autonomi, molto aldilà da venire per gli scenari degli anni '60.
Speriamo che la NASA non tagli via anche questo elemento perché sinceramente non so cosa rimarrebbe di “innovativo” per il Constellation.

Per il resto?
Eccezion fatta per gli SRB a 5 segmenti il Constellation butta via tutto, modulo di comando dell’Orion incluso (nonostante alla NASA avessero giurato e spergiurato di farlo riutilizzabile, ma tra ammaraggio e TPS ablativi vorrei davvero vedere come) il che mal si concilia con le esigenze di supporto logistico di una base semi-permanente, non parliamo poi di una vera base permanente.

Non mi si venga a fare il discorso che un’architettura di missione basata su sistemi quasi del tutto “a perdere” sia davvero in grado di sostenere lo sviluppo di un avamposto semi-permanente umano sulla Luna (o su qualsiasi altro posto, eccetto LEO, se è per questo) perché non ci credo.
Anzi proprio questa è stata una delle ragioni fondamentali per cui il programma Apollo non ha avuto alcun seguito, eppure le premesse c’erano ed erano anche migliori di quelle odierne.

Francamente sono stufo di veder strombazzare ogni elemento del programma Constellation, giusto o sbagliato che sia, come chissà quale innovazione tecnologica e concettuale quando, al momento, mi sembra di vedere un piano ultraconservativo mirante ad una permanenza di breve periodo (scusatemi ma 2 settimane sulla Luna non sono il mio concetto di base “semi-permanente”) al minor costo ed al minor rischio, umano e politico.

Il che può anche andare benissimo, non fraintendetemi, basta solo essere onesti ed accettare le cose per quello che sono senza doverle “giustificare” a tutti i costi per indorare una pillola che, almeno a me, sembra davvero amarissima.

Una cosa è certa Bush, il documento ESAS ed il programma Constellation avevano promesso ben altre cose agli inizi del 2004, da allora sono passati ben 5 anni, che fine hanno fatto quelle promesse???

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anche io ricordo che, almeno in prima battuta, si era parlato di uno scudo termico riutilizzabile per alcune missioni, molto simile a quello degli attuali Space Shuttle. Effettivamente uno scudo termico usa e getta risulta una scelta un po’ obsoleta, però è anche vero che le piastrelle rappresentano forse la spesa maggiore di manutenzione dell’STS.

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Si però un oggetto come l’Orion ne avrebbe avute in un numero molto, ma molto, minore rispetto alle oltre 32.000 che rivestono lo Shuttle…

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Giustissimo…
però è altrettanto vero che Orion non atterrerà in maniera morbida come gli attuali Orbiter, per cui un eventuale scudo termico “piastrellato” dovrebbe resistere a delle sollecitazioni molto maggiori, anche nel caso di una separazione in volo.

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Inizialmente, per l’Orion si era previsto un profilo di rientro che prevedeva un atterraggio (piuttosto che l’ammaraggio) molto conveniente da un punto di vista economico ed operativo (come insegnano i russi due aerei ed una manciata di elicotteri contro un’intera flotta in mare).

Per questo motivo si era previsto un sistema di airbag che potesse dispiegarsi aldisopra dello scudo termico in modo da “avvolgerlo” tutto proprio per risparmiargli, almeno in parte, quelle sollecitazioni cui facevi giustamente rifermento.

Benché il sistema di airbag sia stato effettivamente progettato e collaudato, almeno parzialmente, la NASA ha comunque optato per l’ammaraggio rendendo difatto problematica la protezione delle piastrelle non solo da un punto di vista meccanico quanto ambientale (pensiamo alla corrosività del salmastro).
Questa, insieme alle considerazioni esposte da Alberto, deve essere stata senz’altro una delle ragioni che ha spinto la NASA verso un TPS ablativo.

Resta da capire se effettivamente l’Orion impiegherà un sistema di airbag per ridurre l’impatto con l’acqua, ad esempio la Mercury aveva una sacca dispiegabile assimilabile ad un airbag, ma la Gemini e l’Apollo non ricorrevano ad alcun sistema per attutire l’impatto.