Testato con successo l’SRB a cinque segmenti per SLS

Il più grande e potente razzo ausiliario a combustibile solido mai costruito è stato testato con successo da Orbital/ATK lo scorso mercoledì 11 marzo, in uno dei passi fondamentali per l’introduzione in servizio del lanciatore SLS (Space Launch System) della NASA, il nuovo razzo vettore dell’ente spaziale americano destinato a trasportare la capsula abitata Orion verso destinazioni nello spazio profondo, compresa la fascia degli asteroidi e Marte.

Il test di mercoledì

Il razzo ha funzionato per due minuti, pari alla durata di un’accensione nominale durante una delle prossime missioni operative del sistema di lancio SLS, e ha prodotto oltre 1.600 tonnellate di spinta. Il test si è svolto presso Promontory, nello Utah, dove si trova il centro prove di Orbital/ATK, ed è il primo dei due test previsti per qualificare il vettore ausiliario per il volo. Una volta superata questa fase, le componenti del razzo saranno spedite alla NASA presso Kennedy Space Center, e preparate per il volo inaugurale di SLS.

“Il lavoro che stiamo svolgendo in varie parti del paese doterà SLS di solide fondamenta su cui costruire le future missioni esplorative, e queste missioni consentiranno ai nostri pionieri di avventurarsi nel sistema solare”, ha dichiarato William Gerstenmaier, vice amministratore della NASA con delega alle missioni abitate e alle operazioni. “I vari team stanno facendo un lavoro fantastico per sviluppare una vera e propria risorsa nazionale per quanto riguarda l’esplorazione umana dello spazio e per nuove missioni scientifiche”.

Ci sono voluti mesi per riscaldare il booster, pesante 725 tonnellate, fino a 32 gradi celsius, per verificare le sue prestazioni nelle condizioni di massima temperatura prevista per il propellente al momento dell’accensione, ai fini della sua certificazione al volo. Il test in condizioni di temperatura minima, pari a 4 gradi centigradi, è programmato per i primi mesi del 2016. Queste due prove forniranno uno spettro completo di dati, utili a creare un modello analitico delle prestazioni del razzo. Durante il test le temperature all’interno del vettore hanno superato i 3000 gradi centigradi.

Durante l’accensione sono state raccolte varie misurazioni dagli oltre 500 strumenti predisposti da ATK, i cui valori serviranno a valutare il grado di successo degli gli oltre 100 obiettivi programmati per il test. Naturalmente si sono anche verificate le prestazioni di base del vettore, come la sua capacità di sviluppare la spinta e la pressione previste per un lancio ottimale. Molti degli obiettivi erano volti a validare le tante novità introdotte nel design del razzo rispetto alla versione a quattro segmenti usata nelle missioni dello Space Shuttle, in particolare per il materiale isolante e per l’ugello.

L’impiego operativo

Quando la fase di sviluppo sarà completata, due SRB a cinque segmenti e quattro motori a propellente liquido RS-25 spingeranno il sistema SLS verso lo spazio profondo. I razzi a combustibile solido, lunghi quasi 54 metri e operati in parallelo con i motori del primo stadio, bruceranno per circa 120 secondi fornendo il 75% della spinta necessaria nelle prime fasi di ascesa verso l’orbita.
Il primo volo di SLS vedrà una configurazione capace di portare nello spazio 70 tonnellate di carico, e vedrà l’utilizzo di una capsula Orion senza equipaggio così da verificare per la prima volta il funzionamento del sistema, completato di tutte le sue parti.
Più avanti il sistema SLS sarà configurato per la capacità di lancio record di 130 tonnellate, schiudendo le porte del sistema solare a nuove, ambiziose missioni.

I numeri del nuovo Solid Rocket Booster

  • Lunghezza: 54 metri
  • Diametro: 4 metri
  • Peso: 725.000 Kg (ciascuno)
  • Propellente: Acrilonitrile polibutadiene (PBAN)
  • Spinta: 1.633.000 Kg (ciascuno)
  • Accensione: 126 secondi

I booster per il razzo SLS sono i più grandi e potenti razzi a propellente solido mai costruiti. La più evidente differenza fisica tra i SRB che equipaggiavano lo Space Shuttle e quelli di SLS è la presenza di un quinto segmento, consentendo di aumentarne la capacità di sollevamento. Inoltre i nuovi SRB sono stati ottimizzati per un singolo utilizzo, contrariamente al passato quando dopo ogni lancio venivano ripescati nell’oceano e ricondizionati per un nuovo utilizzo.

Anche se basati sul design dei booster dello Shuttle, sono molte le migliorie apportate ai processi di progettazione, costruzione e test al fine di raggiungere prestazioni migliori ma anche più sicurezza ed economicità. I razzi sono costruiti da Orbitall/ATK, azienda americana con sede nello stato dello Utah.

Nella sezione immediatamente sotto il cono aerodinamico degli SRB (il c.d. Forward Skirt) si trovano i sistemi avionici incaricati di comunicare con tutti gli altri sistemi del complesso SLS, così come di monitorare il funzionamento del razzo e di comandare i movimenti del cono di scarico grazie al sistema Thrust Vector Control (TVC).

I Solid Rocket Booster hanno anche una funzione strutturale: una volta in rampa di lancio i due razzi a combustibile solido sosterranno anche il peso dell’intero razzo a pieno carico.

Per approfondire

Fonti e credits

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http://www.forumastronautico.it/index.php?topic=23212.0

Marco Zambianchi

Spacecraft Analyst per la missione Gaia presso ESA/ESOC, è fondatore di ForumAstronautico.it, e co-fondatore di AstronautiCAST. Conferenziere di astronautica al Planetario di Lecco fino al 2012, scrive ora su AstronautiNEWS ed è Presidente dell'associazione ISAA.

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