Oscillazioni di spinta Ares I, ci si avvia ad una soluzione

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

Sembra volgere al meglio il problema che aveva afflitto negli ultimi mesi, dal momento della scoperta, la progettazione del nuovo lanciatore Ares I, ovvero l'insorgere di forti oscillazioni e relative vibrazioni generate dalla combustione del primo stadio a propellente solido.
Il sistema a razzi per il controllo attivo delle vibrazioni e montato sulla "gonna" del SRB è stato definitivamente scartato e si è scelto di proseguire con il sistema a controllo passivo nella parte superiore dello stadio accoppiato ad un isolatore fra la giunzione del primo e del secondo stadio, insieme questi due sistemi porteranno i necessari benefici per la sicurezza della missione e per l'equipaggio.
Attualmente il livello eventuale di sollecitazione previsto per l'equipaggio è definitivamente sceso a problemi di operatività e non più a problemi di sicurezza fisica con un livello che prima superava quest'ultimo limite.
Il problema di operatività inoltre è attualmente circoscritto a 4-5 sec. durante le fasi finali di combustione in cui il livello previsto di sollecitazione supera il livello considerato minimo per l'operatività dell'equipaggio.
Durante le fasi di lancio per operatività dell'equipaggio, e in particolare nei secondi attualmente più critici, si intende la lettura dei monitor e l'azionamento se necessario del comando manuale di espulsione della capsula, ad esempio per blackout generali dell'avionica.
I sistemi statistici utilizzati attualmente prevedono la possibilità di superamento di detto limite in un volo su tre, dato ovviamente poco utilizzabile nei voli reali ma a testimonianza che viene attualmente considerata statisticamente come di 1 su 3 la possibilità di incorrere in questo fenomeno oltre il limite dell'operabilità nei 4-5 secondi peggiori.
Il numero di LOC (Loss of Crew) portato dal problema delle oscillazioni di spinta è quindi drasticamente calato, andandosi a posizionare solamente in 35° posizione fra i rischi complessivi dell'intero lanciatore, in quanto la possibilità di evento fatale sono relegate attualmente alla coincidenza del grave problema tecnico, risolvibile solo manualmente dall'equipaggio, esattamente in quei 4-5 sec. di inoperatività e di
impossibilità di azionamento del sistema di separazione manuale, in termini numerici 1 possibilità su 150.000.
Rimane per ora ancora in fase di sviluppo ma attualmente non considerato in queste analisi il sistema di isolamento dei sedili ed eventualmente installabile.

In parallelo continuano però gli studi per coprire in massima parte anche quella piccola finestra rimasta con addestramenti particolari, cercando inoltre di capire quale sia realmente il limite fisico di operatività in ambiente con forti vibrazioni.
Per fare questo è in corso uno studio all'Ames Research Center, si sono messi in una centrifuga adattata allo scopo, 16 volontari "civili" e senza alcun addestramento e 6 astronauti con uno schermo a circa un braccio di distanza davanti a loro e gli è stato chiesto di leggere caratteri di dimensione 10 e 14 con sollecitazioni di 145sec. (anzichè i 4-5sec. attualmente richiesti in volo) di durata.
Il font più piccolo (10), è stato letto in maniera corretta dal 95% delle persone con sollecitazioni di 0.3g, mentre con sollecitazioni di 1g la percentuale è passata al 90%.
Il passo successivo sarà cercare di capire quanto contano singolarmente in questi risultati i livelli di frequenza delle vibrazioni, di durata e di ampiezza.

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.