La NASA si attrezza per costruire lo Space Launch System

 

Sono iniziate nell’ultima decade di Giugno presso la Michoud Assembly Facility (MAF) di New Orleans, le operazioni di installazione degli enormi macchinari necessari alla costruzione dello Space Launch System, il nuovo vettore della NASA. Queste apparecchiature, di cui una raggiunge l’altezza di quasi 52 metri, serviranno ad assemblare gli Heavy Lift Launch Vehicles (HLV) prima essere lanciati dal Kennedy Space Center.

 

SLS: il punto della situazione

Secondo quanto riferito da Chris Bergin di NasaSpaceflight.com, e da AstronautiNEWS.it, i program managers dello Space Launch System, hanno incominciato la loro Preliminary Design Reviev (PDR) presso il Marshall Space Flight Center (MSFC) di Huntsville, Alabama, mantenendo per il momento al 2017 il debutto del nuovo vettore americano. Questo processo permetterà il passaggio della fase di sviluppo dal  cencept design all’initial design, includendo le analisi dettagliate dell’intero veicolo di lancio con particolare attenzione alla configurazione Block 1 da 70 tonnellate e alla Block 1A/B da 105 tonnellate.

La Preliminary Design Reviev (PDR) prevederà ulteriori revisioni che si snoderanno in diverse riunioni, fino al PDR Board Meeting che si terrà il 31 Luglio.

Oltre alla revisione principale, esiste anche una review parallela condotta dalla SLS Standing Review Board (SRB). La NASA organizza delle SRBs per ciascuno dei suoi programmi principali e la SLS Board dovrebbe presentare i propri risultati alla fine di questo mese di Luglio, quindi, la SLS Review Board aggiornerà l’SLS Program il prossimo 21 Agosto. I risultati della PDR uniti a quelli della SRB verranno usati per preparare dei briefings di livello superiore, che porteranno a stabilire il passaggio, da parte del progetto SLS, del “Key Decision Point C” o KDP C.

In Settembre vi saranno ulteriori briefings fra i vertici della NASA, i quali culmineranno il 30 Settembre con la presentazione panoramica all’amministratore dell’ente spaziale americano Charlie Bolden.

 

Per un lavoro speciale occorrono attrezzi speciali

In vista della costruzione dello stadio centrale dello Space Launch System, si stanno installando sei macchinari per la saldatura, nei capannoni in cui hanno visto la luce diversi componenti spaziali storici, dagli stadi del Saturno V, passando per gli External Tanks dello Space Shuttle, per arrivare al più recente: la capsula Orion per l’Exploration Flight Test-1 (EFT-1).

La NASA ha collaborato con i propri fornitori e con la Boeing Co. Di Huntsville (il principale appaltatore per la costruzione del core stage), nell’arco di un anno per progettare e costruire queste attrezzature.

“Una delle sfide che dobbiamo affrontare nella costruzione di questo enorme core stage, è quella di sviluppare attrezzature di assoluto livello usando i metodi moderni di costruzione in modo conveniente, continuando a mantenere la programmazione del primo lancio per il 2017,” ha spiegato Tony Lavoie, manager dello Stages Office presso il Marshall Space Flight Center di Untsville, Alabama. “Questa serie di attrezzature che abbiamo sviluppato per la costruzione dello stadio centrale a Michoud è una miscela perfetta di tali requisiti e vincoli.

Per il 2014 sono in programma la realizzazione di ulteriori progetti per la modifica delle strutture esistenti e la costruzione di nuovi capannoni per favorire la transizione della MAF (Michoud Assembly Facility) al programma SLS.

 

I nuovi macchinari sono:

• Il Circumferential Dome Weld Tool. Esso verrà usato per eseguire le saldature circolari a frizione (Friction Stir Welding) nella produzione delle cupole per i serbatoi del core stage criogenico dell’SLS.

 

 

 

• Il Gore Weld Tool eseguirà le saldature a frizione convenzionali in verticale nella produzione di strutture a spicchi per i serbatoi del core stage di SLS.                                                                Gli spicchi sono i segmenti preformati in lega di alluminio, che vengono saldati assieme per produrre una cupola.

 

 

 

 

 

• Il Circumferential Dome Weld ed il Gore Weld sono delle attrezzature speciali per l’Enhanced Robotic Weld Tool, impiegato per produrre i componenti delle cupole per l’SLS.

 

 

 

 

• Il Vertical Weld Center è una macchina per la saldatura a frizione sia di strutture a secco che di strutture che poi verranno bagnate dai propellenti del core stage. Salderà i singoli cilindri fino ad ottenerne di più grandi per i due serbatoi pressurizzati, per l’Intertank, la Forward Skirt e per l’Aft Engine Section. È alto circa tre piani e pesa 150 tonnellate.

 

 

 

 

• Il Segmented Ring Tool utilizzerà il processo a frizione per produrre anelli segmentati di supporto. Questi anelli uniranno le cupole ed i cilindri fornendo rigidità alla struttura.

 

 

 

 

• Il Vertical Assembly Center (VAC) è dove le cupole, gli anelli ed i cilindri verranno uniti assieme per completare i serbatoi o le strutture a secco. Il macchinario sarà anche in grado di eseguire delle valutazioni non distruttive delle saldature terminate (NDE). Il VAC sarà alto quasi 52 metri e sarà largo circa 24 metri e sarà una delle più grandi macchine per saldatura al mondo. Esso verrà completato nel Marzo 2014.

 

 

 

 

 

“Questo è’ un periodo eccitante per fare parte del team di NASA,” ha dichiarato Rick Navarro, Boeing operation manager presso Michoud. “Abbiamo già saldato del materiale con le nuove apparecchiature ed ora stiamo raccogliendo le informazioni necessarie per dare inizio alla produzione. Quel vecchio detto che recita: “Misura due volte, taglia una” si applica in toto quando stai costruendo un razzo da 2500 tonnellate. Facciamo parecchi tests e parecchie validazioni, qualificando le varie saldature per assicurarci di essere in possesso di tutte le informazioni necessarie a costruire nel 100 % della qualità.”

La NASA e la Boeing stanno progettando, sviluppando, costruendo e testando il core stage e la sua avionica. Il razzo utilizzerà anche hardware collaudato proveniente dagli altri programmi, come quello dello Space Shuttle; un importante ed affidabile beneficio.

“Siamo un passo più vicini alla costruzione del primo core stage, in quello che si spera sarà una lunga serie di razzi per il supporto delle future missioni della NASA.” Ha concluso Lavoie.

 

Qualche notizia sulla Friction Stir Welding

La Friction Stir Welding è una tipologia di saldatura per attrito allo stato solido, in cui nel materiale da saldare non viene raggiunta la temperatura di fusione. La FSW è utilizzata soprattutto per unire l’alluminio altrimenti difficilmente saldabile con altre tecniche. Questa tecnica è stata inventata e brevettata dal The Welding Institute di Cambridge, Inghilterra e viene largamente impiegata nell’industria aerospaziale.

Il processo di saldatura avviene mediante un utensile cilindrico munito di un perno dotato di un opportuno profilo. Esso ruotando ad elevata velocità viene spinto sui bordi dei due pezzi da saldare e l’attrito sviluppatosi genera calore che rende plastico il materiale il quale, ricristallizzandosi, salda i due pezzi. Poiché il calore che si genera rappresenta il 75-80% della temperatura di fusione del materiale stesso, la fase di ricristallizzazione genera dei cristalli metallici di dimensioni contenute, facendo aumentare le caratteristiche meccaniche del metallo e riducendo le tensioni interne residue.

 

Tutte le immagini sono (C) di NASA e NASA/MAF

Fonti: NasaSpaceflight.com; NASA; Wikipedia