Ares V e Ares I: il lavoro continua

Il logo di AstronautiNEWS. credit: Riccardo Rossi/ISAA
Il logo di AstronautiNEWS. credit: Riccardo Rossi/ISAA

Un rapido aggiornamento per quanto riguarda Ares I prima di passare alle importanti novità riguardanti il futuro lanciatore super-heavy.
Si è appena conclusa la PDR (Preliminary Design Review) in cui sono stati varati alcuni cambiamenti minori sorti da definizioni e analisi approfondite in alcune parti.
Il progetto della MLP (Mobile Launch Platform) è stato leggermente rivisto dopo che alcune analisi avevano evidenziato il rischio che gli scarichi del primo stadio investissero in maniera eccessiva la rampa e le sue strutture al lancio.
Il team ingegneristico che si occupano del primo stadio ha inoltre dichiarato che sarà possibile accorciare l'avionic bay di 20cm per l'ottimizzazione degli spazi e dei volumi interni attuati in questi mesi.
Per la questione delle oscillazioni sono stati messi in previsione 200kg circa in più sulla capsula Orion per l'inserimento di smorzatori sui sedili e sulla strumentazione più delicata.
Attualmente il rischio di "Loss of Mission" (LOM) è calcolato a 1:441, e il "Loss of Crew" (LOC) a 1:1563. L'obiettivo per il LOM è 1:500 e il minimo accettabile per il LOC è 1:1000 con l'obiettivo di 1:2000.
Un altro obiettivo importante è il passaggio completo al termine di questa PDR per tutto il programma da sistema Imperiale a SI (Sistema Internazionale) per tutte le unità di misura.
Solo la prima versione del lanciatore, destinata alla ISS, per questioni di interfacciamento con il Programma della ISS avrà ancora una piccola parte dei sistemi che non utilizzeranno il SI.
L'obiettivo è quello di arrivare alle missioni Lunari con tutti i sistemi e i team che utilizzeranno il SI. A questo proposito ci sono comunque ancora dubbi in quanto potrebbe essere considerato un fattore di rischio risultando forse inaccettabile.

Passando ad Ares V sono alcune le novità importanti sorte negli ultimi mesi.
La precedente versione del lanciatore prevedeva un diametro della sezione centrale di 10m e propulso da 5 RS-68 accoppiati da due SRB identici a quelli di Ares I a 5 segmenti. Con l'upper stage che è passato da alcuni mesi da 8.4m a 10m come il resto del lanciatore.
La precedente versione però soffriva di una mancanza di potenza non riuscendo a raggiungere il requisito delle 75.1ton in TLI richieste, arrivando solamente a 64.6ton.
La nuova e più potente configurazione, denominata "LV 51.00.48", non raggiungendo ancora completamente l'obiettivo ultimo si avvicina sensibilmente rispetto alla vecchia, arrivando a 71.1ton in TLI.
I SRB sono passati da 5 segmenti a 5.5, con un aumento del 38%, un ISP di 275.5sec. e un tempo di accensione di 116sec. (8 secondi in meno degli attuali SRB shuttle).
Il propellente solido utilizzato sarà strettamente derivato dall'attuale Shuttle ma non identico e rinominato "333-07 Trace" con una possibile ulteriore evoluzione, se i futuri test saranno positivi ad una miscela nuova nominata HTPB.
Per poter agganciare i nuovi SRB allungati, il primo stadio, e in particolare il serbatoio dell'idrogeno è stato allungato di quasi 5m con un proporzionale allungamento anche del serbatoio dell'ossigeno.
Il lanciatore ha ora raggiunto l'altezza complessiva di 116m, 6m più della configurazione precedente.
Per ottenere un ulteriore guadagno in prestazioni, diminuendone il peso è stato deciso che tutte le strutture non pressurizzate del primo stadio saranno realizzate in compositi (IM7) anzichè le tradizionali leghe in alluminio-litio.
Il primo stadio sarà inoltre equipaggiato con 6 RS-68 contro i precedenti 5 con una spinta al 108% (spinta nominale per tutta la fase di propulsione) di 318.4ton ciascuno con ISP di 365sec. a quota 0 e 361ton e ISP di 414sec. nel vuoto.
L'accensione del primo stadio durerà 303sec. con accelerazione massima di 4.17G.
L'Earth Departure Stage sarà inoltre realizzato quasi interamente in compositi.
Il J-2X del EDS viaggerà al 100% di spinta per il raggiungimento dell'orbita e l'81% per la TLI in modo da ottimizzare l'ISP e le prestazioni con un'orbita di inserimento circolare alzata da 120nmi a 131.5nmi.
Il peso totale di rollout, quindi comprendendo MLP e crawler sarà di 8164ton eccedendo le 7620ton massime sopportabili dall'attuale crawlerway, obbligando quindi ad alcune modifiche a terra.
La possibilità che il lanciatore possa superare il budget attualmente preventivato è di 4×4 sulla matrice 5×5 di rischio.

Alberto Zampieron

Appassionato di spazio da sempre e laureato in ingegneria aerospaziale al Politecnico di Torino, è stato socio fondatore di ISAA. Collabora con Astronautinews sin dalla fondazione e attualmente coordina le attività fra gli articolisti.