SpaceX: Aggiornamenti su Falcon 9 e Dragon

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

l team di SpaceX ha iniziato il 2010 con un successo: la prima accensione statica a durata completa del secondo stadio del nuovo vettore Falcon 9. L'accensione, avvenuta presso lo SpaceX'sTexas Test Facility di McGregor,  ha simulato in tutto, e quindi anche nella durata, la fase propulsiva necessaria al secondo stadio per inserire in orbita il proprio payload..
Si è trattato dell'ultimo test necessario prima del lancio inaugurale, quindi il secondo stadio verrà presto imballato per la sua spedizione a Cape Canaveeral, dove arriverà entro la fine del mese. In relazione all'andamento delle fasi di integrazione del vettore al pad, il lancio verrà effettuato entro un periodo che va da uno a tre mesi.

Il flight hardware del secondo stadio del Falcon 9 è stato acceso lo scorso Novembre per quaranta secondi. Questo test aveva riguardato anche il nuovo test stand, e si è svolto secondo i piani, al primo tentativo.
Il 2 Gennaio 2010, il team ha completato l'accensione completa di inserimento orbitale (durata 329 secondi) del secondo stadio integrato del Falcon 9. A piena potenza, il propulsore Merlin Vacuum genera circa 411000 N (quasi 42000 kg) di spinta, ed opera con la più alta performance di sempre per un motore a razzo ad idrocarburi mai costruito in territorio statunitense.

Avendo degli stands multipli per il testing dei singoli motori del  primo e secondo stadio e dei thrusters Draco, la SpaceX ha una grande libertà nella fase di validazione dell'hardware per il volo. Attualmente il manifesto dei voli dell'azienda di Elon Musk prevede oltre 25 missioni fra il Falcon 1 ed il Falcon 9, di cui 17 con il veicolo Dragon, pertanto tutti i test stands saranno in futuro molto attivi.

Il test del secondo stadio del Falcon 9 ha visto l'utilizzo anche del suo nuovo ugello di scarico Merlin Vacuum Engine Expansion Nozzle, costruito con una sottile (0,3 mm) lega resistente alle alte temperature. Esso si estende dalla porzione a raffreddamento rigenerativo del motore, e migliora la sua performance nel vuoto dello spazio. La campana è alta 2,7 metri ed è larga 2,4 metri.

Recentemente è stato testato anche l'interstadio che unisce fisicamente il primo ed il secondo stadio del Falcon 9. Il cilindro in composito di carbonio è alto 8 m e largo 3,6 metri. Il bordo superiore dell'intestadio contiene un set di pinze ad anello che mantengono uniti gli stadi durante l'ascesa, dopo lo spegnimento del primo stadio gli anelli si aprono, e tre spintori pneumatici separano delicatamente i due stadi.
Sono stati svolti diversi full-scale tests in diverse configurazioni di carico, sempre nei test stands in Texas. Da notare che l'intero sistema non utilizza esplosivi, rendendone più sicuro l'assemblaggio ed il funzionamento, oltre che a permettere dei tests più veloci ed affidabili.
L'interstadio, oltre al sistema di separazione, alloggia anche il sistema dei paracadute per il recupero del primo stadio.
Il team della SpaceX presso il KSC ha già unito l'interstadio al primo stadio, completando la stesura dei vari cablaggi in preparazione al completamento dell'integrazione del veicolo.

Come è noto, il volo inaugurale del Falcon 9 alloggerà anche il qualification spacecraft del nuovo veicolo Dragon, che dopo aver completato i vari tests in Texas è stato spedito al Cape.
Nel suo primo volo, il Dragon verrà unito ad un tronco di cilindro, che in futuro alloggerà sia i payloads non pressurizzati che i pannelli solari. Esso fornirà importanti dati di volo agli ingegneri della SpaceX.

Riguardo alle infrastrutture del monte di lancio, anche il Falcon 9 utilizzerà lo stesso tipo di sistema di ritenuta “hold before launch” del Falcon 1, che mantiene in posizione il vettore mentre esso sviluppa la spinta piena. Una volta verificata la performance dei motori, il razzo stesso comanderà il rilascio del sistema idraulico di ritenuta. Anche questo sistema è stato recentemente sottoposto a vari test. A riposo il sistema deve sostenere il peso del Falcon 9 a pieno carico (circa 330000 kg), quindi, all'accensione dei nove motori Merlin del primo stadio, le sue ganasce devono contrastare la spinta crescente dei motori fino al momento del liftoff.
Nei suoi vari tests, è stata presa una truss del Falcon 9 (la struttura che unisce i nove propulsori Merlin al resto del veicolo) e posta sul monte di lancio, quindi tramite una gru e dei cilindri pneumatici sono state simulate le forze esistenti al momento del liftoff, infine ad un comando, le ganasce hanno liberato la truss.

Sia il primo stadio del Falcon 9 che la capsula Dragon sono stati progettati per essere recuperati in mare. Quindi anche il team di recupero si sta addestrando in vista del volo di debutto del vettore della SpaceX.

Infine, presso lo stand SLC-40 del KSC l'azienda di Elon Musk sta svolgendo tutta una serie di lavori e di test che vanno dai sistemi di gestione dei propellenti, dei payloads, ai test sul sistema di trasporto/erezione del vettore, al network per le comunicazioni e trasmissione dei dati.

Fonte: SpaceX.

Immagini (C) di SpaceX:

1) Il full duration orbit insertion firing del secondo stadio del Falcon 9 del 2 Gennaio 2010. [url=http://www.spacex.com/multimedia/videos.php?id=44]Qui[/url] il video completo.

2) Il Merlin Vacuum engine expansion nozzle.

3) L'interstadio.

4) La porzione pressurizzata del Dragon, in alto, unita al tronco di cilindro non pressurizzato, al di sotto, con il nose cap in primo piano. Essendo stato il Dragon progettato per il trasporto umano, anche le versioni dimostrative e cargo sono state costruite con i finestrini.

5) Il Launch mount system test, con una gru che tira verso l'alto la truss dei motori del Falcon 9 per simulare le forze che si sprigioneranno al decollo. Dopo aver rilasciato il vettore, le torri di lancio arrestrano per dare massima clearance al veicolo in partenza. [url=http://spacex.com/assets/video/20100104_11f9release.wmv]Qui[/url] il video.

Luca Frigerio

Impiegato nel campo delle materie plastiche e da sempre appassionato di spazio. E' iscritto a forumastronautico.it dal Novembre 2005 e da diversi anni sfoga parte della sua passione scrivendo per astronautinews.it. E' consigliere dell'Associazione Italiana per l'Astronautica e lo Spazio (ISAA)

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