Indice:
- Space Launch System - SLS
- Booster (razzi ausiliari)
- Core Stage
- Integrated Spacecraft/Payload Element
- Le pietre miliari verso il lancio
- Risorse utili
Booster (razzi ausiliari)
Motori evoluti a propellente solido ↑
Componenti destinate al volo
I razzi a propellente solido (Solid Rocket Booster - SRB - in inglese) non sono altro che i booster dello Shuttle ma con un segmento in più (in pratica è stato aggiunto quello che in figura ho indicato come SRB_3); tale modifica, in combinazione con una formula migliorata del propellente solido, garantisce delle prestazioni migliorate.
Inoltre, visto che SLS è un vettore completamente a perdere, non è più necessario che i boosters siano muniti di paracadute e di tutti quegli accorgimenti indispensabili per renderli riutilizzabili e questo si è tradotto in un risparmio di peso. Un’altra differenza rispetto all’era Shuttle la possiamo trovare in un leggero restyling dell’ugello per sopportare meglio le vibrazioni dei quattro motori del Core Stage di SLS che si trovano molto più vicini di quanto non accadesse con STS.
Una cosa molto importante da dire è che Northrop Grumman Innovation Systems (ex Orbital ATK) non sta producendo nuovi chassis per i 5 elementi dei booster e sta utilizzando quelli in magazzino che avevano volato nei 30 anni di era Shuttle; si stima che ci siano pezzi sufficienti per costruire 8 coppie di booster, quindi, prima del nono volo di SLS, NASA dovrà prendere una decisione per quel che riguarda gli eredi degli SRB, ossia i cosiddetti Advanced Booster, cosa che al momento è nel limbo (verosimilmente la scelta ricadrà sui CASTOR 1200, dei boosters di nuova generazione a propellente solido potenti, economici e leggeri sempre sviluppati dalla Northrop).
Alcuni pezzi per la missione SLS-Artemis1 sono già al Kennedy Space Center come Nose Cape (SRB_nc), Frustum (SRB_f), Forward Skirt (SRB_fs) e Aft Skirt (SRB_as), mentre i segmenti sono stati spediti ad inizio giugno 2020 dallo Utah verso la Florida via rotaia dove sono arrivati qualche giorno dopo.
A fine novembre si è deciso di iniziare l’assemblaggio vero e proprio dei boosters senza attendere l’esito del il Green Run Test (si legga più avanti di cosa si tratta). Questo significa che i boosters saranno certificati al volo per i 365 giorni successivi (è una peculiarità di questi razzi a propellente solido) e se non saranno utilizzati entro quel lasso di tempo bisognerà smontarli, ispezionarli e ricertificarli.
L’assemblaggio è stato terminato ad inizio marzo 2021.
Ciascun booster è formato dall’unione di 15 elementi diversi che, come detto in precedenza, sono frutto dell’esperienza trentennale del programma Space Shuttle e poi revisionati e stoccati in magazzino. I booster protagonisti di Artemis I sono stati in gran parte assemblati con segmenti impiegati in missioni dello Space Shuttle insieme a gusci cilindrici utilizzati in collaudi a terra, ma anche con parti nuove di zecca. Il razzo di sinistra è quello che complessivamente ha volato di più
con 52 missioni dello Shuttle, contro le 45 del destro. Per entrambi il segmento più longevo e riusato è il cono aerodinamico, che ha volato per la prima volta il 5 ottobre 1984 (STS-41G)
Modelli di qualifica/omologazione
I test di qualificazione dei booster sono stati 2, QM-1 e QM-2, entrambi effettuati nello stabilimento Northrop Grumman in Utah; i dati ottenuti sono stati ritenuti sufficienti per qualificare al volo la prima coppia di boosters, tuttavia è in programma un QM-3 per continuare l’ottimizzazione dell’hardware.
Problemi/Perplessità
Il tappo di poliuretano posizionato all’interno dell’ugello che serve per proteggere il propellente solido dall’ambiente esterno si frantuma in pezzi molto grandi al momento dell’accensione del booster.
Come accadeva nell’epoca Shuttle, anche in SLS i vicinissimi quattro RS-25 verranno accesi a T -6 secondi farli andare a regime, quindi è molto importante che il tappo dei booster regga, ma allo stesso tempo la sua frantumazione al momento del lancio non deve costituire un pericolo per il razzo stesso.
Per ovviare al problema si sta lavorando su due fronti. Northrop Grumman sta studiando una miscela diversa di poliuretano altrettanto resistente, ma che si possa rompere in pezzi più fini. D’altra parte il team delle infrastrutture di terra del Kennedy Space Center sta vagliando la possibilità di orientare/modulare opportunamente gli ugelli del Sound Suppression System presenti sulla rampa per assorbire / allontanare eventuali pezzi del tappo senza farli rimbalzare pericolosamente indietro verso il razzo.
Core Stage
Con il termine core stage si ci riferisce allo stadio centrale di SLS ed è formato dall’unione di diverse componenti, che saranno spiegate più in dettaglio qui di seguito.
Propulsori RS-25 ↑
Componenti destinate al volo
Esistono 16 esemplari rimanenti dal programma Space Shuttle (RS-25D) che sono stati adattati per essere utilizzati per i primi quattro lanci di SLS. Ora possono produrre una spinta del 109-111%, cosa che è stata possibile principalmente perché come già detto SLS è un vettore completamente a perdere, quindi anche i motori possono essere completamente ottimizzati per volare una sola volta.
A fine giugno 2019 i quattro motori scelti per la missione Artemis 1 sono stati trasferiti dal capannone di Aerojet Rocketdyne allo Stennis Space Center dove erano stoccati al Michoud Assembly Facility per essere integrati col resto del Core Stage una volta ultimato; a breve arriverà anche l’ultimo.
A metà novembre 2019 è stata ultimata l’installazione degli RS-25.
Modelli di qualifica/omologazione
Esistono due propulsori prototipo per lo sviluppo che in questi mesi sono messi sotto torchio allo Stennis Space Center nello storico Test Stand A-1. Tutti i test in questione ormai sono rivolti alla così detta “Production Restart”, ossia alla costruzione dei nuovi motori (RS-25E) che saranno utilizzati dal quinto volo di SLS in avanti; l’utilizzo di tecniche costruttive moderne assicurerà prestazioni ancora superiori, in particolare una spinta del 111-113%.
Problemi/Perplessità
Al momento non abbiamo notizia di particolari problemi con questo elemento.
Vano propulsori ↑
Componenti destinate al volo
Il vano propulsori (in inglese Engine Section, ES) è la parte più bassa del core stage ed è dove verranno agganciati i quattro RS-25. È costituita sostanzialmente da due sezioni; nella parte superiore oltre che alla intricata rete di tubature per alimentare i motori col propellente che arriva dai serbatoi sovrastanti, è installata anche tutta la parte idraulica che è deputata a far muovere gli attuatori del controllo vettoriale degli ugelli. La parte inferiore invece, chiamata Boattail (ES_bt), contiene le travi strutturali alle quali verranno fissati fisicamente i motori ed è inoltre dotata di 4 piccoli scudi termici per resistere al calore sviluppato durante il lancio.
Engine Section e Boattail sono state unite ad inizio aprile 2019 e a metà settembre sono iniziate le operazioni per assembrarle in orizzontale col resto dei componenti del Core Stage. Una volta ultimata questa fase, sarà il turno dei 4 motori RS-25D.
Nei primissimi giorni del 2020, dopo l’installazione dei motori, la Engine Section è stata rivestita coi pannelli bianchi che le daranno l’aspetto che sino ad ora avevamo potuto vedere soltanto nei rendering.
Modelli di qualifica/omologazione
Come è consuetudine è stato costruito un esemplare gemello della Engine Section destinato alle prove strutturali presso il Marshall Space Flight Center. Se guardate attentamente il test article, noterete che oltre ad avere una che riproduce fedelmente l’hardware che effettivamente volerà (verniciata in verde), è composto anche da una sezione in grigio; questo elemento aggiuntivo serve per simulare l’interfaccia con il resto del razzo ed è fondamentale per ottenere dei dati il più fedeli possibile alla realtà durante la campagna di stress-strutturali.
Questo genere di test viene effettuato in apposite gabbie che hanno l’aspetto di intricate impalcature dotate di decine di pistoni, presse e sensori che “strapazzano” ed analizzano l’hardware accuratamente. Inoltre queste sofisticate strutture sono munite di un sistema di raffreddamento per simulare le bassissime temperature che si vengono a sviluppare intorno al razzo quando viene riempito dai propellenti criogenici.
Il banco di prova appositamente costruito per la Engine Section di SLS si trova nell’edificio 4619 del Marshall ed è proprio lì che la campagna di test si è conclusa con successo; il test article ha sopportato egregiamente carichi che sono stati spinti fino al 200% di quelli che ci si aspettano durante il lancio, quindi dal punto di vista strutturale la Engine Section è stata dichiarata idonea al volo.
Problemi/Perplessità
Durante un’ispezione per il controllo qualità, gli ingegneri di Boeing hanno rilevato dei residui di paraffina nelle tubazioni della Engine Section destinata al volo. La cera di paraffina è utilizzata nel processo industriale di piegatura dei tubi: viene scaldata e versata allo stato liquido all’interno dei tubi, poi una volta solidificata si inizia la piegatura; questo impedisce che si formino delle imperfezioni e delle strozzature che potrebbero compromettere il flusso all’interno del circuito idraulico. Una volta finita la lavorazione, si riscalda nuovamente il tubo e la paraffina sciolta viene fatta fluire fuori, passaggio che in questo caso non è stato compiuto a dovere.
Boeing ha deciso di revisionare completamente tutte le tubazioni, cosa che si è rivelata piuttosto laboriosa visto il livello di integrazione dell’hardware. Alcuni tubi sono stati scaldati nuovamente e puliti a dovere, mentre in alcuni casi si è preferito sostituirli completamente utilizzando quelli già in produzione per il volo Artemis-2.
Il 20 marzo 2019 la Engine Section è stata dichiarata completamente ricondizionata e pronta per essere assemblata con le altre componenti del razzo.
Serbatoio Idrogeno liquido - LH2 ↑
Componenti destinate al volo
Con i suoi 40 metri di altezza il Serbatoio dell’Idrogeno è l’elemento più imponente di SLS, ma non solo, perché è in assoluto il più grande serbatoio criogenico per razzi mai realizzato. Esattamente come tutti gli altri componenti ingombranti del Core Stage è stato costruito al Michoud Assembly Facility ed è proprio lì che si trova attualmente.
Inizialmente si pensava di unire il Serbatoio dell’Idrogeno alla Engine Section (motori compresi), formando il cosiddetto Aft Join, e in un secondo momento di integrarlo col Forward Join; tuttavia visti i ritardi accumulati nella produzione della Engine Section, si è deciso che il Serbatoio dell’Idrogeno sarà agganciato il prima possibile al Forward Join (che è già pronto) così da portare avanti i lavori sulle connessioni elettriche e i tubi esterni delle linee di alimentazione del propellente. Dunque attualmente tutto è pronto per assemblare in orizzontale 4 dei 5 componenti che compongono il colossale stadio.
L’obiettivo è quello di completare tutto il Core Stage nell’estate del 2019 per poi decidere se effettuare o meno il Green Run Test (si legga più avanti di cosa si tratta).
A dicembre 2019, Jim Bridenstine ha dichiarato che il Core Stage è stato completato e che si procederà alla spedizione allo Stennis Space Center per il Green Run Test.
Modelli di qualifica/omologazione
Il gemello per le prove strutturali del Serbatoio dell’Idrogeno è stato consegnato a metà gennaio 2019 al Marshall Space Flight Center dove è stato issato al test stand 4693; se considerate che il mockup è composto oltre che dal serbatoio anche da due sezioni aggiuntive davanti e dietro per simulare le interfacce (raggiungendo così una lunghezza di 57 metri), potete immaginare le dimensioni di questo banco prova appositamente costruito da maggio 2014 a dicembre del 2016.
NASA l’11 giugno 2019 ci fa sapere che i test stanno procedendo senza intoppi.
La campagna di test si è conclusa col botto a dicembre 2019, infatti dopo di che il serbatoio ha superato con successo tutte le prove a cui era stato sottoposto, si è voluto verificare il limite di rottura e l’hardware ha ceduto solo quando l’intensità delle forze applicate ha raggiunto un valore del 260% rispetto a quello che ci si aspetta durante il lancio.
Problemi/Perplessità
Al momento non abbiamo notizia di particolari problemi con questo elemento, se non qualche lieve ritardo della campagna di test al Marshall dovuto allo shutdown del governo USA di inizio 2019.
Interstadio ↑
Componenti destinate al volo
A differenza di tutti gli altri pezzi del Core Stage che nascono a partire da grandi lamiere piegate, saldate ed assemblate nel Vertical Assembly Center del Michoud Assembly Facility, l’interstadio (Intertank in inglese) è l’unica a seguire un processo produttivo totalmente diverso; si tratta infatti di un cilindro alto sette metri formato da otto “spicchi” tenuti insieme da circa 7500 bulloni. Il suo caratteristico aspetto a griglia (la chiamano ribbed structure) lo si deve ad un uso estensivo di traversine di rinforzo longitudinali e trasversali, che la percorrono lungo tutta la superficie esterna e che la rendono estremamente solida.
Il motivo di questa architettura irrobustita è da ricercare nella sua funzione, infatti l’Intertank non si limita semplicemente a distanziare i due serbatoi del Core Stage, ma ha anche un compito strutturalmente critico: è su di essa che i boosters scaricheranno tutta la loro spinta. Da questa immagine si nota molto bene che all’interno del cilindro c’è una grande trave alle cui estremità sono incernierati due perni esterni, ed è proprio lì che si agganceranno i SRBs (che naturalmente sono ancorati anche in basso sulla Engine Section, ma è sull’Intertank che si concentreranno la maggior parte delle forze sprigionate durante il lancio).
L’Intertank è anche la sede di parte dell’avionica che governerà il razzo, infatti al suo interno saranno installati i controller della telemetria, i circuiti di distribuzione della potenza, i giroscopi, sensori del livello del carburante, i trasmettitori radio ed alcune telecamere ingegneristiche.
A fine gennaio 2019, nel Building 110 di Michoud, l’Intertank, il Serbatoio dell’Ossigeno e la Forward Skirt destinati alla missione SLS-Artemis1 sono stati assemblati in verticale formando il cosiddetto Forward Join. A fine maggio lo stack è stato posto in orizzontale per l’integrazione col resto degli elementi del Core Stage.
Modelli di qualifica/omologazione
La copia dell’Intertank per le prove strutturali è stata consegnata a inizio marzo 2018 al Marshall Space Flight Center ed è stata posizionata in un banco di prova appositamente costruito nell’edificio 4619 (lo stesso nel quale è stata testata la Engine Section).
Esattamente come il test article del Serbatoio dell’Idrogeno, anche quello dell’Intertank è composto da due sezioni aggiuntive, davanti e dietro, per simulare le interfacce (raggiungendo così una lunghezza di quasi 15 metri); la campagna di test strutturali è ancora in corso e questa infografica fornisce qualche dettaglio in più su come viene svolta (curioso ad esempio il fatto che l’elemento sia stato posizionato sottosopra sul banco di prova).
Problemi/Perplessità
Ancora una volta lo shutdown del governo USA di inizio 2019 ha causato dei ritardi sulla tabella di marcia di (in particolare sulla campagna di test al Marshall), ma non si hanno notizie di altri problemi.
Serbatoio Ossigeno liquido - LOx ↑
Componenti destinate al volo
Il Serbatoio dell’Ossigeno, ad eccezion fatta per la sua dimensione più contenuta (più di 15 metri), è del tutto analogo a quello dell’idrogeno.
Nel Building 110 del Michoud Assembly Facility è stato unito all’Intertank e alla Forward Skirt completando il Forward Join, dopo di che lo stack è stato posto in orizzontale in attesa dell’integrazione col resto degli elementi del Core Stage.
In questa bella foto di metà novembre è possibile vedere l’assemblaggio dell’intero Core Stage praticamente ultimato.
Modelli di qualifica/omologazione
A fine giugno 2019 la copia per i test strutturali del Serbatoio dell’Ossigeno, munita delle solite sezioni aggiuntive davanti e dietro per simulare le interfacce, è stata imbarcata a Michoud sulla chiatta Pegasus per essere spedita al Marshall Space Flight Center dove è stato costruito un apposito test stand, il 4697. Il carico è arrivato a destinazione il 9 luglio, dopo ci che è stato posizionato nel banco di prova.
La campagna di test si è conclusa dopo un anno, quando il 24 giugno 2020 il simulacro è stato riempito d’acqua e portato intenzionalmente al punto di rottura.
Problemi/Perplessità
Il ritardo della produzione del test article del Serbatoio dell’Ossigeno è stata una scelta voluta per portare avanti più speditamente i lavori col gemello destinato al volo. Sì è così potuto portare a termine il Forward Join in tempi più rapidi.
Anello di rinforzo superiore ↑
Componenti destinate al volo
L’ultimo elemento del core stage è la Forward Skirt. Analogamente a quanto già visto nell’Intertank, anche in quest’anello alto circa 3 metri e mezzo troviamo alcuni componenti chiave dell’avionica del razzo, in particolare il computer di volo e le unità di navigazione inerziale.
Abbiamo anche già detto che la Forward Skirt destinata al volo è stata unita agli altri due elementi del Forward Join all’interno del Building 110 al Michoud Assembly Facility e si potrà procedere con l’integrazione in orizzontale col resto degli elementi del Core Stage.
Ecco come si presentava la zona della Forward Join nel capannone di Michoud ad agosto 2019.
Modelli di qualifica/omologazione
Sebbene all’inizio della progettazione di SLS fosse previsto un test article della Forward Skirt (esattamente come tutti gli altri segmenti del Core Stage), Boeing successivamente ha valutato sufficienti le simulazioni analitiche a computer per certificare al volo questo elemento.
Problemi/Perplessità
Al momento non abbiamo notizia di particolari problemi con questo elemento.
Integrated Spacecraft/Payload Element
Con Integrated Spacecraft/Payload Element (ISPE) si ci riferisce genericamente agli elementi alloggiati sopra il core stage e comprende tutte quelle parti, quali stadi, adattatori e sistemi di sgancio, carene aerodinamiche che connettono il carico utile, che sia esso la capsula Orion o un veicolo spaziale (rover, lander, satelliti, etc…), a SLS. Nel caso delle prime tre missioni Artemis, ossia fin quando lo stadio superiore Exploration Upper Stage non sarà operativo, con Integrated Spacecraft/Payload Element si farà riferimento a: Launch Vehicle Stage Adapter, Interim Cryogenic Propulsion Stage, Orion Stage Adapter e la capsula Orion.
Launch Vehicle Stage Adapter - LVSA ↑
Flight Hardware
Salendo verso la cima del razzo, l’architettura di SLS cambia se consideriamo il Block 1 o al Block 1B, infatti finché non sarà pronto lo Stadio Superiore Esplorativo si utilizzerà lo Stadio Propulsivo Criogenico Provvisorio (ICPS) che ha un diametro di 5.1 metri contro gli 8.4 del Core Stage; da qui la necessità di un adattatore, il Launch Vehicle Stage Adapter.
A differenza di tutti gli altri elementi “ingombranti” del razzo che sono costruiti al Michoud Assembly Facility, LVSA è stato commissionato ad un’azienda di Huntsville, la Teledyne Brown Engineering, che si è occupata dell’intera lavorazione all’interno del vicinissimo Marshall Space Flight Center. Questo tronco di cono alto 8 metri non è solo un adattatore e un importante componente strutturale per la parte superiore del razzo, ma è anche un elemento protettivo tant’è che è ricoperto col solito rivestimento arancione TPS/SOFI per isolare e ridurre lo stress termico sul serbatoio dell’ossigeno dell’ICPS in esso contenuto. In aggiunta a tutto questo ha anche lo scopo fondamentale di separare al momento opportuno l’Upper Stage dal Core Stage; tale compito viene svolto da una serie di bulloni pirotecnici installati su un anello frangibile (frangible joint assembly) realizzato da Boeing e United Launch Alliance.
Il Launch Vehicle Stage Adapter è stato completato e dichiarato pronto per essere spedito al Kennedy Space Center a metà luglio 2020, dove è effettivamente arrivato alla fine dello stesso mese.
Modelli di qualifica/omologazione
A differenza di quanto abbiamo visto sino ad ora, la copia per i test strutturali del Launch Vehicle Stage Adapter non è stata messa “sotto torchio” da sola, ma è stato possibile aggiungere altri elementi e fare un’unica campagna di test al cosiddetto Integrated Upper Stage Structural Test Assembly.
Queste operazioni si sono svolte presso il banco di prova 4699 del Marshall (che si trova a due passi dal 4697 che verrà usato per i test sul Serbatoio dell’Ossigeno) e si è cominciato nell’autunno del 2016 proprio con l’installazione del test article del LVSA. La campagna si è conclusa con successo nell’estate del 2017.
Problemi/Perplessità
Al momento non abbiamo notizia di particolari problemi con questo elemento.
Interim Cryogenic Propulsion Stage - ICPS ↑
Componenti destinate al volo
La versione Block 1 di SLS prevede che lo stadio superiore sia spinto da uno Stadio Propulsivo Criogenico Provvisorio (Intermim Cryogenic Propulsion Stage) che come suggerisce il nome è una soluzione temporanea per completare le prime missioni in attesa che sia realizzato il più performante Stadio Superiore Esplorativo (Exploration Upper Stage).
L’ICPS non è nulla di particolarmente esotico, infatti si tratta di una versione modificata del secondo stadio criogenico utilizzato nei razzi della famiglia Delta di United Launch Alliance. La dimensione, 13.7 metri, e il motore, un RL-10B, sono identici a quelli usati per la versione del DeltaIV col fairing da 5 metri, ma è stato alleggerito il serbatoio di idrogeno ed è stata aumentata la quantità di idrazina disponibile per alimentare i propulsori di assetto.
L’esemplare destinato al volo dello Stadio Propulsivo Criogenico Provvisorio è stato trasferito dalla fabbrica di ULA a Decatur in Alabama al Kennedy Space Center a marzo 2017.
Modelli di qualifica/omologazione
Come già detto, il test article di ICPS fa parte di uno stack più grande, l’Integrated Upper Stage Structural Test Assembly, ed è stato il secondo pezzo ad arrivare al banco prova 4699 del Marshall Space Flight Center dove è stato agganciato al LVSA a novembre del 2016. Gli stress test si sono conclusi con successo nell’estate del 2017.
Problemi/Perplessità
Al momento non abbiamo notizia di particolari problemi con questo elemento.
Orion Stage Adapter - OSA ↑
Componenti destinate al volo
Un ulteriore adattatore, chiamato Orion Stage Adapter, fa parte del hardware utilizzato esclusivamente nella configurazione Block 1. Progettato e costruito internamente al Marshall Space Flight Center, questo elemento alto poco meno di un metro e mezzo funge da raccordo tra l’ICPS che ha un diametro di 5.1 metri e i tre pannelli protettivi del Modulo di Servizio di Orion che sono disposti su una circonferenza di diametro 5.8 metri. L’OSA è anche in grado di alloggiare 13 cubesats che potranno essere imbarcati come carico secondario durante le missioni di Orion.
L’adattatore destinato al volo è arrivato al Kennedy Space Center ad Aprile 2018 trasportato dal Super Guppy di NASA.
Modelli di qualifica/omologazione
Il test article dell’OSA è stato l’ultimo ad arrivare al banco prova 4699 del Marshall e con lui si è sostanzialmente completato l’Integrated Upper Stage Structural Test Assembly.
Una volta ultimati senza problemi gli stress test nell’estate del 2017, il test article dell’Orion Stage Adapter è stato sganciato dal resto dello stack e caricato sul Super Guppy per essere spedito a Denver nello stabilimento della Lockheed Martin (che si occupa della costruzione della capsula) dove sarà utilizzato per ulteriori collaudi.
Problemi/Perplessità
Al momento non abbiamo notizia di particolari problemi con questo elemento.
La capsula Orion ↑
Componenti destinate al volo
Orion e lo European Service Module stanno venendo assemblati al Kennedy Space Center.
Il 13 agosto 2020 è stato aggiunto allo stack anche lo Spacecraft Adaptor che si andrà ad interfacciare con l’Orion Stage Adapter.
A fine settembre 2020, dopo essere stati testati, i 4 pannelli solari al modulo di servizio sono stati installati, mentre ad ottobre il tutto è stato racchiuso con nelle tre carenature eiettabili (spacecraft adapter jettison fairings).
Nel frattempo ha passato la System Acceptance Review and Design Certification Review.
Il 16 gennaio 2021 Lockheed Martin ha formalmente consegnato Orion a NASA e l’hardware è stato trasportato dal Neil Armstrong Operations and Checkout Building alla Multi-Payload Processing Facility.
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/microsoftteams-image_17_1.png
Le parti della capsula Orion
Le pietre miliari verso il lancio
Il collaudo del core stage: il Green Run Test ↑
Cos’è?
Una volta assemblato completamente il Core Stage, motori compresi, lo stack diventato ormai alto ben 65 metri sarà spostato da Michoud allo Stennis Space Center in Mississippi per quello che viene chiamato Green Run Test, ossia l’accensione vera e propria dei 4 propulsori RS-25 per una durata equivalente a quella che si verificherà durante il lancio; il superamento di questo collaudo sarà ovviamente cruciale per lo sviluppo del primo esemplare certificato al volo si SLS.
I problemi da affrontare
Non è difficile rendersi conto che la logistica per realizzare questo test sarà molto complessa, a partire dal trasporto del Core Stage tramite la chiatta Pegasus (già usata nel programma Shuttle, ma ora potenziata per potere operare con SLS) e senza trascurare tutta la fase di installazione dell’hardware nel banco di prova scelto per il collaudo, ossia il test stand B-2 dello Stennis. Non a caso è stato realizzato un simulacro del Core Stage, il Pathfinder, che pur non avendo nessun sensore e nessuna parte elettronica, ne riproduce fedelmente forma, dimensioni e peso rendendolo un strumento ideale a basso costo per validare l’equipaggiamento di supporto, movimentazione e trasporto.
Le infrastrutture sono pronte
Il test stand B-2 non è stato realizzato ex novo, ma la sua storia risale agli anni '60 quando era stato costruito per collaudare il primo stadio del Saturno V; utilizzato anche in tempi più recenti, come ad esempio per certificare il booster centrale dei Delta 4, non era comunque sufficientemente dimensionato per alloggiare il colossale Core Stage di SLS. Così in questi ultimi 6 anni c’è stato un grande lavoro per dotarlo di tutte le strutture necessarie per il Green Run Test che si spera possa essere effettuato prima della fine del 2019.
Il 27 marzo 2019 Jim Bridenstine ha dichiarato che ci sarebbero allo studio delle alternative per eliminare il Green Run Test, cosa che farebbe risparmiare circa 6 mesi sulla tabella di marcia. Tuttavia l’incidente occorso alla Crew Dragon DM-1 di SpaceX a fine aprile sembra essere diventato un monito per NASA che probabilmente manterrà l’approccio più conservativo con tutti i test del caso allo Stennis.
Il 25 luglio 2019 Jim Bridenstine ha confermato che il Green Run Test si svolgerà regolarmente prima del lancio di Artemis 1 e che quindi si è preferito l’approccio più conservativo.
Le prove di movimentazione del Pathfinder sul test stand B-2 si sono concluse con successo a fine agosto, dopo di che il simulacro è stato caricato sulla Pagasus e consegnato il 27 settembre al Kennedy Space Center dove verrà impiegato anche lì per validare tutte le strutture che servono per gestire/spostare il colossale pezzo di hardware (qui e qui dentro al VAB)
Si comincia
Il Core Stage è stato completato a inizio gennaio 2020 negli stabilimenti della Michoud Assembly Facility, dopo di che è stato imbarcato sulla chiatta Pegasus per essere trasferito allo Stennis.
Il 13 gennaio la Pegasus è arrivata al test stand B-2 dello Stennis e qualche giorno dopo sono iniziate le operazioni per installare il Core Stage sul banco di prova.
Avanzamento delle attività previste
| Fase | Descrizione | Periodo |
|---|---|---|
| Inizio | Core Stage issato e accesso alle piattaforme di lavoro | Gen/Feb 2020 |
| Test 1 | Modal Test | 03 Feb 2020 |
| Test 2 | Accensione computer di bordo e controllo avionica | 26 Giu 2020 |
| Test 3 | Controllo sistema di spegnimento automatico in caso di problemi | 09 Lug 2020 |
| Test 4 | Controllo sistema propulsivo e linee alimentazione dei propellenti | 06 Ago 2020 |
| Test 5 | Controllo sistemi idraulici e del TVC dei RS-25D | 13 Set 2020 |
| Test 6 | Simulazione di countdown | 05 Ott 2020 |
| Test 7 | Wet Dress Rehearsal (caricamento propellenti) | 20 Dic 2020 |
| Test 8* | Hot Fire (interrotto prematuramente dopo circa un minuto) | 16 Gen 2021 |
| Test 8 | Hot Fire (i motori sono rimasti accesi regolarmente per 499 s) | 18 Mar 2021 |
| Fine | Ricondizionamento del razzo e GO per il trasferimento al KSC | 14 Apr 2021 |
Trasferimento del Core Stage al KSC
Con il completamento del Green Run Test allo Stennis Space Center, a fine aprile 2021 si è proceduto a disinstallare il Core Stage dal test stand B-2 per preparalo al trasferimento al Kennedy Space Center sulla chiatta Pegasus.
L’hardware è arrivato a destinazione il 29 aprile.
Assemblaggio del vettore - stacking ↑
A fine aprile 2021 tutto l’hardware necessario per la missione Artemis I è pervenuto al Kennedy Space Center. Il passo successivo è stato quello di assemblare tutto il razzo all’interno del Vehicle Assembly Building (VAB), operazione che si è svolta in step successivi.
| Fase | Descrizione | Periodo |
|---|---|---|
| Step 1 | Assemblaggio dei due boosters a 5 segmenti | 09 Mar 2021 |
| Step 2 | Installazione del Core Stage tra i due boosters | 16 Giu 2021 |
| Step 3 | Installazione del LVSA sopra al Core Stage | 22 Giu 2021 |
| Step 4 | Installazione del ICPS sopra al LVSA | 06 Lug 2021 |
| Step 5 | Installazione del OSA sopra al ICPS | 12 Ott 2021 |
| Step 6 | Installazione del “blocco” Orion (LAS + CM + SM) sulla cima del razzo | 20 Ott 2021 |
Verifiche tecniche pre-lancio al pad 39B ↑
A fine ottobre 2021 è stato ultimato l’assemblaggio del razzo all’interno del Vehicle Assembly Building (VAB). Dopo di che, dato che si tratta del primissimo esemplare di questo lanciatore, si è proceduto ad effettuare alcune prove in rampa per vagliare l’effettiva conformità di tutto il nuovo hardware in gioco (razzo e strutture si terra).
