Ares I oscillazioni di spinta: il piano d’intervento

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

Nei giorni scorsi c'è stata una conferenza stampa dei responsabili del programma Ares per presentare l'avanzamento dei lavori nel sistema di abbattimento delle vibrazioni provocato dalle oscillazioni di spinta.
Steve Cook, manager del programma Ares ha dichiarato che la soluzione per la risoluzione del problema esiste ed è fattibile, si è però in attesa dei dati che verranno acquisiti prossimamente per avere il quadro completo.
Il team che sta lavorando al problema ha redatto un piano A per la risoluzione del problema e un piano B nel caso il primo non dovesse essere soddisfacente.
Attualmente senza alcun tipo di mitigazione l'equipaggio sarebbe sottoposto a vibrazioni da 5-6G intorno ai 115sec di accensione. Gli unici dati che per ora vengono utilizzati quale parametro di sopportabilità sono quelli che vennero raccolti ed utilizzati con le Gemini i quali specificavano 0,25G massimi per la completa operabilità dell'equipaggio, da 0,3 a 0,5G una parziale operatività con semplici compiti visuali e motori e oltre i 3.7G rischi importanti per la salute umana.
Attualmente l'equipaggio shuttle sopporta nelle prime fasi di volo, mentre i SRB sono accesi, vibrazioni da 0,1G.
Il piano A è quindi composto da diverse soluzioni (vedi immagine), la prima è una separazione assorbente le vibrazioni fra primo e secondo stadio, dello stesso tipo utilizzato sui vettori ELV nel caso si debbano trasportare payload delicati (di recente è stato utilizzato per GLAST).
Questo sistema, chiamato SoftRide Isolator presenta però ancora alcuni rischi, probabilmente facilmente risolvibili con alcune modifiche, in caso di malfunzionamento che potrebbero portare al danneggiamento dell'interstadio.
Insieme a questo il piano prevede l'installazione del Aft Skirt TOA (Tuned Oscillating Arrays), ovvero 16 attuatori installati intorno alla parte bassa del primo stadio e alimentati da batterie che andrebbe a sostituirsi al vecchio concept chiamato "parasorber" e che coinvolgeva l'utilizzo dei paracaduti nella parte alta dello stadio. Il sistema è molto affidabile e anche se si perdessero alcuni attuatori le sollecitazioni rimarrebbero sotto alla soglia di sicurezza con la possibilità di perdere completamente il sistema in maniera attiva e utilizzarlo solamente in maniera passiva mantenendolo efficiente. Il peso previsto è di 500-600Kg, al di sotto del margine attuale di peso del lanciatore (circa 3.6ton).
Infine potrebbe essere previsto l'utilizzo di smorzatori sui sedili dell'equipaggio in grado di abbassare le accelerazioni da 1G a 0,25G oppure di alleviare le sollecitazioni in caso di guasto al sistema attivo di soppressione delle vibrazioni. Il sistema è però considerato immaturo e a scapito del peso aggiunto non pare abbia molti vantaggi rispetto agli altri sistemi.
Il cosiddetto "Piano B" invece prevede un'altra serie di tecniche da utilizzarsi in maniera combinata. Il più importante e presentato nei mesi scorsi è l'utilizzo di thruster montati sul SRB e utilizzati in maniera pulsante per abbattere in controfase le vibrazioni ma con diversi problemi di installazione e un periodo di circa 4 anni per la progettazione.
Insieme a questa soluzione il piano prevede inoltre un sistema del tutto simile a quello utilizzato per il "piano A" con un secondo set di attuatori montati questa volta fra upper-stage e Orion.
La risoluzione procede, ma si è sempre in attesa di avere i primi dati certi su cui lavorare, i primi arriveranno con STS-126 e dalle missioni successive prima di avere l'importante test di Ares I-X il prossimo anno.

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.