L’Exploration Upper Stage dello SLS passa la Critical Design Review

Patch e rappresentazione artistica della missione Artemis 1. Credits: NASA

L’Exploration Upper Stage (EUS) che verrà impiegato nel nuovo potente vettore della NASA Space Launch System (SLS), ha superato con successo, lo scorso lunedì 21 dicembre, la Critical Design Review (CDR).

Un gruppo di esperti ha svolto l’ultima revisione tecnica sull’EUS, al fine di valutare la corrispondenza del progetto ai requisiti per le missioni che dovrà svolgere. Questa fondamentale procedura ha certificato la bontà progettuale dell’upper stage, il quale è stato ritenuto idoneo ad affrontare gli ambienti dello spazio profondo, assicurando al tempo stesso la sicurezza degli astronauti. Il comitato di revisione ha inoltre valutato i processi di test e la capacità della base industriale di fornire le varie parti, di essere in grado di effettuare le varie lavorazioni richieste e di seguire i piani di produzione. Boeing, il principale appaltatore per l’EUS e per il Core Stage, produrrà e assemblerà l’upper stage presso la Michoud Assembly Facility della NASA situata a New Orleans, Louisiana.

Una rappresentazione artistica dell’Exploration Upper Stage (EUS) – © NASA/Terry White

Uno structural test article, ovvero una copia strutturale dello stadio non destinata al volo ma a dei test di resistenza strutturale appunto, verrà sottoposto a delle prove presso il Marshall Space Flight Center della NASA di Huntsville, Alabama, dove è gestito l’intero programma dello Space Launch System. Il flight article, ovvero lo stadio destinato al volo, sarà sottoposto presso lo Stennis Space Center della NASA, nei pressi di Bay St. Louis, Mississippi, a una Green Run simile a quella del core stage, prima del suo volo di debutto. Il test includerà naturalmente anche l’accensione dei suoi quattro motori RL10C-3.

Il vettore SLS servirà a mandare l’astronave Orion della NASA, più i rifornimenti e le varie attrezzature verso la Luna e oltre. Lo stadio centrale del sistema, sempre costruito da Boeing, si attiverà al decollo e si separerà al temine del suo funzionamento, quando la propulsione sarà assicurata dall’upper stage EUS, che spingerà i veicoli abitati, gli habitat spaziali e gli altri carichi verso la Luna e le altre destinazioni dello spazio profondo.

Durante la missione lunare Artemis 1, il razzo SLS nella sua variante Block 1 impiegherà come upper stage l’Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) costruito da Boeing/United Launch Alliance, derivato dal progetto dell’upper stage del Delta IV e dotato di un propulsore RL-10 della Aerojet Rocketdyne, per inviare la capsula Orion senza equipaggio verso la Luna per un volo di test. Il sistema SLS Block 1 sarà sfruttato anche per i due seguenti voli abitati, inclusa la prima missione in orbita lunare dai tempi del Programma Apollo; pertanto la versione Block 1B non volerà prima della metà degli anni ’20. Ad ogni modo il tutto dipenderà dal rispetto della programmazione delle missioni Artemis e dall’eventuale utilizzo del vettore SLS per il lancio della missione Europa Clipper.

La versione seguente dello Space Launch System, denominata Block 1B, utilizzerà invece l’EUS, il quale è dotato di serbatoi più capienti e di quattro motori RL10C-3. Essa sarà in grado di trasportare una Orion con quattro astronauti e oltre dieci tonnellate di carico utile. Per la precisione, il Block 1 potrà collocare 27 tonnellate sulla traiettoria translunare, mentre il Block 1B raggiungerebbe le 38.

Schema riassuntivo delle due tipologie di upper stage per lo Space Launch System – © NASA/Kevin O’Brein

NASA al momento non ha una grossa urgenza di spingere lo sviluppo dell’EUS. Nella sua richiesta di budget per l’anno fiscale 2021 l’agenzia ha proposto ufficialmente di rinviare le fasi finali di progettazione dell’SLS Block 1B: «Se da un lato la configurazione dell’SLS Block 1B con l’Exploration Upper Stage rimane un fondamentale sviluppo futuro, dall’altro lato, le sfide tecnologiche e i costi relativi alla realizzazione dello stadio centrale da parte di Boeing, richiedono che l’ente spaziale statunitense e i suoi appaltatori si concentrino a breve termine maggiormente sul completamento del SLS Block 1 e sulla produzione affidabile dei suoi sistemi di volo».

Tuttavia, il Congresso è intenzionato a continuare la fornitura di finanziamenti per l’EUS, infatti nel budget recentemente assegnato alla NASA per l’anno fiscale 2021 appare l’indicazione di investire almeno 400 milioni di dollari nello sviluppo del Block 1B «incluso l’Exploration Upper Stage e i suoi sistemi e le strutture associati, per supportare una missione del vettore SLS Block 1B disponibile al lancio nel 2025, in aggiunta alle missioni pianificate con la versione Block 1 per Artemis 1, 2 e 3».

Nel frattempo, domenica 20 dicembre nell’ambito dei test legati alla Green Run dello stadio centrale dell’SLS che sono attualmente in corso presso lo Stennis Space Center della NASA di Bay St. Louis, Mississippi, gli ingegneri di NASA e Boeing hanno completato con successo il settimo test, ovvero la cosiddetta prova Wet Dress Rehearsal, durante la quale i serbatoi dell’enorme razzo sono stati caricati e successivamente svuotati di circa 2.650.800 litri di idrogeno e ossigeno liquidi. Il personale del Test Control Center ha monitorato tutti i sistemi del core stage durante tutta la durata del test, mentre i propellenti fluivano da sei chiatte cisterna dentro i serbatoi del vettore nel Test Stand B-2. I primi dati ottenuti hanno subito indicato che lo stadio si è ben comportato nel corso del delicato processo. Una parte del test ha riguardato anche la simulazione del conto alla rovescia con i serbatoi pieni, il quale sarebbe dovuto arrivare a 33 secondi dall’accensione simulata dei motori. Purtroppo la simulazione di countdown si è interrotta improvvisamente pochi minuti prima del previsto per un problema non legato all’hardware. Il team dopo aver indagato sulle cause dell’interruzione anticipata, deciderà se proseguire con l’ottavo e ultimo test, ovvero l’accensione di tutti e quattro i propulsori RS-25.

Infografica relativa ai Green Run Test dello stadio centrale dello Space Launch System – © NASA

Fonti: NASA; Boeing; Spacenews.com

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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)