Il prossimo veicolo spaziale della NASA per uso umano ha completato con successo un volo di prova alla fine dello scorso anno – e ora è iniziato il duro lavoro di controllo delle sue centinaia di componenti, nel tentativo di renderla la nave più sicura mai vista costruito. Il processo sarà lungo, complesso e richiederà tecniche ingegneristiche avanzate.
Orion, che sostituisce lo Space Shuttle in pensione, verrà utilizzato per inviare gli astronauti in missione su un asteroide, oltre a ospitare il primo volo spaziale umano su Marte. Sebbene sia la navicella spaziale più avanzata fino ad oggi, Orion ha molto in comune con il programma Apollo utilizzato per la prima volta dall’America per sbarcare sulla Luna.
Invece del corpo riutilizzabile dello Space Shuttle, Orion utilizza un sistema modulare simile a quello dell’Apollo, con stadi di razzi che spingono il resto del veicolo spaziale fuori dall’atmosfera e oltre. Chiamato SLS o Space Launch System, il viaggio di Orion su Marte è il razzo più potente mai costruito, con una capacità finale di 130 tonnellate. Alla fine della missione, è compito del velivolo di rientro separato planare attraverso l’atmosfera e riportare l’equipaggio sano e salvo sulla Terra.
Rendere Orion più sicuro dello Shuttle
L'Exploration Flight Test 1, o EFT-1, si è svolto nel dicembre 2014, ma la NASA ha appena portato lo scudo termico del veicolo spaziale da 16,5 piedi di diametro alla sua struttura del Centro di volo spaziale a Huntsville, Alabama. Lì, gli ingegneri utilizzeranno l’avanzata fresatrice a sette assi del centro per controllare la componente più cruciale del progetto.
Lo scudo termico è progettato per resistere a temperature più calde della lava fusa, generata dall’attrito con l’atmosfera terrestre. Una barriera cruciale tra l'equipaggio e gli elementi, è stata la perdita delle piastrelle dello scudo termico che ha portato alla disintegrazione dello Space Shuttle Columbia nel 2003. L'uccisione di tutti e sette i membri dell'equipaggio a bordo segnò una sospensione di due anni per il programma Space Shuttle.
Realizzato in materiale Avcoat resistente al calore, lo scudo termico Orion è progettato per resistere a temperature di circa 4.000˚F (2.204˚C) e velocità di 25.000 miglia orarie: molto più caldo e più veloce di quanto lo Space Shuttle abbia mai visto esperto. Invece di trasferire energia nel modulo equipaggio, Avcoat brucia invece portando con sé il calore. La NASA stima che circa il 20% dello scudo termico spesso 1,6 pollici sia stato eroso durante l’ultimo volo di prova.
Circa 180 piastrelle parzialmente fuse e incenerite verranno rimosse per i test, insieme a sensori e altri materiali. Questi verranno poi spediti alla struttura di ricerca della NASA ad Ames, Mountain View, per ulteriori analisi. La NASA estrarrà anche i dati critici sull'ambiente di ingresso e sulle prestazioni di protezione termica raccolti durante il volo EFT-1.
La NASA estrarrà i dati sull’ambiente critico di ingresso e sulle prestazioni di protezione termica raccolti durante il volo EFT-1, nel tentativo di rendere Orion il veicolo spaziale più sicuro ed efficiente mai realizzato.
Risparmio di peso
Sebbene l’Orion sia destinato a essere collegato al razzo più potente mai realizzato, la NASA analizzerà anche i modi per ridurre ulteriormente il peso del veicolo spaziale. "La massa influisce sulla tua capacità di eseguire la missione, quanto lontano puoi andare, quanto tempo puoi rimanere e quante persone puoi portare", ha affermato Julie Kramer White, ingegnere capo del programma Orion MPCV.
Come ha aggiunto Mike Kirsch, project manager e ingegnere principale dell’Orion Heat Shield Carrier Structure Assessment Team del NESC: “Non preferiresti trasportare acqua, cibo, ossigeno e propellente extra? Essendo efficienti nella nostra progettazione strutturale, possiamo portare con noi più di questi materiali di consumo. E quando si tratta di ammaraggio, un veicolo più leggero arriva con meno energia al momento dell’impatto”. La NASA ha già avuto successo ridotto il peso del modello originale da 3.200 libbre di 1.300 libbre, riducendo i costi di produzione e di atterraggio forze.
La prima missione operativa di Orion è prevista nel 2017, con altre pianificate a partire dal 2020.
