Soyuz TMA-10 conclusa inchiesta su rientro balistico

E’ stata accertata la causa che ha portato la Soyuz TMA-10 lo scorso 21 Ottobre a compiere un rientro balistico con alti numeri di G per l’equipaggio.
Vitaly Lapota, capo progettista di Energia, ha dichiarato che il problema è stato causato da un cavo danneggiato sul pannello di controllo del modulo di comando che collegava i sistemi per il rientro.
La capsula aveva a bordo l’equipaggio della Exp.15 Fyodor Yurchikhin e Oleg Kotov e il primo astronauta Malese di ritorno dal “soggiorno” sulla ISS, Sheik Muzafar Shukor.
L’equipaggio, a causa del passaggio da regime controllato a balistico è stato sottoposto per tempi prolungati fino a 9G di accelerazione, atterrando poi 70km oltre il punto previsto.
Nikolai Ivanov, a capo del Mission Control Center (TSUP) per il rientro, ha dichiarato che l’accelerazione subita non ha mai messo in pericolo la salute e la vita dei cosmonauti, i quali sono addestrati per poter sopportare queste evenienze, permettendo quindi all’equipaggio di sopportare i 10sec. raggiunti a 9G.
“C’è stato un guasto, ma la cosa importante è che il sistema di controllo sia passato automaticamente e con successo ad un regime balistico, più sicuro in caso di problemi.
Se questo dovesse succedere, che Dio non voglia, con lo Shuttle americano, per il quale un regime balistico non è previsto sarebbe stato necessario un funerale per gli astronauti al suo interno…”.
La differenza fra i due regimi di controllo sta nel fatto che in un rientro controllato la capsula è continuamente riorientata con la parte “piatta” verso il senso di marcia con maggiore resistenza, permettendo di sviluppare una minima portanza e un minor carico per l’equipaggio (non sopra i 4G).
Mentre un rientro balistico è paragonabile ad un sasso in caduta libera, ma non è esattamente uguale, se così fosse l’equipaggio non sarebbe in grado di sopportare il rientro che avverrebbe con accelerazioni di molti G.
Un rientro balistico, infatti, avviene controllando comunque la capsula, inducendo un moto di rotazione attorno al proprio asse (circa 2 giri al minuto) che permette di trasferire progressivamente l’accelerazione (più pericolosa) piedi-testa in una più sopportabile frontale sul petto, utilizzando la forza centrifuga.
Secondo il racconto di Fyodor Yurchikhin “la rotazione della capsula è stata brusca e rigida con una forte irritazione vestibolare, accentuata dalla mia posizione, sul sedile sinistro, il carico è aumentato gradualmente fino a 8.56G, dopo i 7G abbiamo interrotto le comunicazioni con la Terra per poterci concentrare nella respirazione, l’equipaggio non ha comunque mai perso la vista e neanche conoscenza durante tutte le fasi del volo, avevamo capito che avremmo dovuto sopportare questo ulteriore calvario per il rientro…”

Questa e’ una cattiveria gratuita: e’ come dire che se il Titanic fosse stato un sommergibile non sarebbe morto nessuno…

Si, l’ho trovata anche io un po’ fuori luogo…

Il rientro degli Apollo come avveniva? Sempre in modo balistico?

Causa la forma dello Shuttle credo sia impossibile, fare un rientro balistico! Soltanto con un mancato controllo di assetto… :scream: da kamikaze o sbaglio?

Lo shuttle può, al massimo, orientare di pochi gradi il rientro per diminuire la frizione con l’atmosfera (se non erro se ne era parlato quando si cercava una possibile soluzione in caso di danni allo scudo termico nel post Columbia). Immagino proprio che per lo shuttle (data la sua forma aerodinamica) sia impossibile un rientro balistico… :cry:

Quoto!

Sì, soprattutto a pochi giorni dall’anniversario del Challenger a cui segue poco dopo quello del Columbia. [-X

Vi quoto ragazzi! Questa “battuta” se la doveva proprio evitare il “tipo”. :incazzato:

Strano, sono sempre stato convinto che questo fosse il profilo di un rientro balistico. Se lo scudo termico è, diciamo, sempre “perpendicolare” al senso di marcia, quindi con la maggiore resistenza, non si ottiene anche la maggiore decelerazione e quindi forza-G per gli occupanti?

Uhmm forse si… però se fosse così non ho capito la storia della rotazione…
Premetto che non sono sicuro di quello che dico… magari qualche “ing. advanced” mi può correggere… e se la “portanza” (poca) fosse prodotta dalla resistenza di forma della capsula e non dal profilo?
Quello che mi sono immaginato e ho capito è che se faccio scendere la capsula con l’asse perpendicolare alla terra e il flusso d’aria che colpisce in maniera “disassata” la capsula ho una componente della decelarazione che non è più frontale ma “piedi-testa” e da lì la sua pericolosità.
Mentre se faccio scendere la capsula con lo scudo perpendicolare al flusso ho la componente di decelerazione completamente frontale (tralasciando la G terrestre) quindi non ho problemi di efflusso sanguigno (meno problemi).
A questo punto l’unico dubbio che mi rimane è come fatto giustamente notare da Fabio se in questa configurazione la portanza sia maggiore o minore… dalle deduzioni di sopra mi verrebbe da dire maggiore… però il dubbio mi rimane…
Se non è chiaro quello che ho cercato di dire casomai farò uno schema…

Per me è chiaro.
Quello che ho sempre pensato è che, in caso di rientro controllato, quei pochi gradi di “angolo d’attacco” tra l’asse verticale della capsula ed il senso di marcia, servissero a scomporre parte della resistenza in portanza, e quindi a “diluire” la decelerazione subita dagli Astronauti.
Mentre in caso di rientro balistico, il modulo non assume automaticamente l’assetto dato dalla sua forma e dalla distribuzione delle masse e del baricentro?

Si, esatto ma quale è la sua distribuzione delle masse? :stuck_out_tongue_winking_eye:
In più se fosse perpendicolare al flusso quello che non capisco è la necessità di far ruotare la capsula per accelerazioni negative troppo elevate (piedi-test)…

Purtroppo ora non ho fonti da citare ma mi sembra che l’assetto “naturale” di una capsula di rientro sia proprio quello con lo scudo termico perpendicolare al senso di moto, appunto per un rientro balistico.

Idem.

Buttando un’occhiata veloce a Wiki trovo conforto:

A ballistic reentry is a re-entry of an atmosphere that relies solely on drag within the atmosphere to slow the vehicle. By contrast, the U.S. space shuttle relies heavily on aerodynamic lift for its reentry, both vertically, to prolong the reentry process, and horizontally, to dissipate energy into a series of S-turns. The U.S. Mercury and Soviet Vostok spacecraft used a ballistic reentry. The U.S. Gemini and Apollo spacecraft and Russian Soyuz spacecraft use a lifting reentry, where aerodynamic lift makes for a gentler and aimable reentry, but have a backup ballistic reentry mode, used most recently on the Soyuz TMA-10 mission.

http://en.wikipedia.org/wiki/Ballistic_reentry

Si che intervenga la portanza non c’è dubbio… è capire quale delle due configurazioni sia più portante…

Per l’assetto naturale pare anche a me sia come dici tu… ma se consideri sia la G terrestre che la decelerazione si orienterà sempre “naturalmente” quasi parallela alla decelerazione per cui non risolviamo nulla…

Provo a fare qualche ipotesi.
Penso che la “portanza” sia dovuta effettivamente alla resistenza di forma. Intuitivamente mi immagino che la risultante delle forze aerodinamiche sia diretta circa sempre lungo l’asse del modulo di rientro, quindi se questo ha un certo angolo di attacco si ha una componente di portanza, perpendicolare alla direzione del moto, che permette un rientro maggiormente controllato.
Cercando qualcosa su wikipedia ho trovato questa immagine, con questa didascalia:
“Apollo Command Module flying at a high angle of attack for lifting entry, artistic rendition.”

Non mi sono dimenticato della discussione :wink:
Sto solo cercando di racimolare più informazioni possibili su come avviene il rientro della Soyuz nei due regimi…
Sicuramente ci sono delle incongruenze nell’articolo da cui ho preso la notizia (e di questo me ne scuso) che a sua volta è stato tradotto da un’agenzia russa, il problema è capire quale sia la parte errata e quale quella vera di tutto il discorso sulle accelerazioni e sulla dinamica del rientro…
Pazientate ancora un po’ e appena avrò un quadro un po’ più chiaro non mancherò di inserirlo :wink:
Thanks

Posso ipotizzare (?) che la rotazione viene indotta per creare una forza (vettore) che toglie parte dei G pericolosi (dalla linea testa piedi) distribuendoli appunto in modo meno pericoloso?
Anche se mi sembra strano perché di fatto si aggiunge un’altra forza. 8-[
Ovviamente sarebbe molto interessante avere un diagramma con i vettori delle forze in gioco e le rispettive posizioni di astronauti e scudo termico per poter ragionarci su :kissing_heart:.
Chiedo troppo vero? :wink:

Ci sto provando… ma non è che serva a molto, o almeno non sto arrivando a nulla di certo, prova a farti uno schema della capsula… se la fai girare aumenti l’accelerazione negativa all’equipaggio (al cosmonauta al centro sicuramente, quelli ai lati avrebbero un’accelerazione quasi laterale) e non la diminuisci in alcun modo… e questa è un’incongruenza, avvalorata anche dal fatto che girando a 2 giri al minuto la forza centrifuga creata è praticamente infinitesima…
Questa è gran parte dell’incongruenza…
Credo di aver trovato conferme abbastanza certe che la rotazione sia utilizzata per stabilizzare la capsula come “primo utilizzo”, e questo credo sia lecito e non per alleviare accelerazioni negative.
Credo anche che un rientro balistico sia con l’asse della capsula parallelo al flusso, come ipotizzato da Fabio.
A questo punto mi rimane da capire come possano nascere accelerazioni negative in questa configurazione…
I kazbek sono inclinati di 10°, questo significa che al massimo l’equipaggio sarebbe sottoposto ad una accelerazione “testa-piedi” di ACC*sen(10°), ma non “piedi-testa”… questo non capisco…

Se la “parte piatta” è sempre orientata verso il verso di marcia, dovrebbe attraversare in maniera più graduale l’atmosfera, mentre con il ritorno balistico gli strati atmosferici dovrebbero essere attraversati in maniera meno graduale. Effettivamente vi è più resistenza nel primo caso ma il tasso di cambiamento della densità dell’aria dovrebbe essere minore, credo che la resistenza dell’aria e il cambiamento di densità dell’aria siano determinanti per le forze di decelerazione. Tutto sommato non è quello che fa lo Shuttle?