Con un modello in scala la NASA analizza il calore sviluppato al decollo dallo SLS

I tecnici dell’Agenzia Spaziale Americana (NASA) che lavorano presso il Marshall Space Flight Center (MSFC) di Huntsville in Alabama, hanno realizzato un modello in scala al 2% dello Space Launch System (SLS) per valutare le condizioni di calore a cui verrà sottoposta la parte inferiore del veicolo durante le fasi di lancio.

La realizzazione del modello e l’esecuzione dei test di accensione fanno parte del Pathfinder Test Program che vede la collaborazione dei tecnici dello MSFC con il centro di ricerca Calspan-Università di Buffalo sito a Buffalo nello stato di New York.

Il modello dello SLS realizzato per il Pathfinder Test Program. Credit: NASA/MSFC.

Questo modello rappresenta una copia in scala 2% dello stadio principale (Core Stage) affiancato da due booster laterali a combustibile solido, nella configurazione iniziale con cui verrà lanciato  lo SLS, nella quale lo stadio principale sarà dotato di 4 motori RS-25, alimentati a ossigeno e idrogeno liquidi (LOx-LH2), disposti in quadrato con una orientazione di 45° rispetto al piano di posizionamento dei booster laterali.

Il modello in scala aiuterà gli ingegneri della NASA fornendo informazioni sulle condizioni di riscaldamento convettivo dovuto ai flussi caldi che vengono prodotti dai motori e che avvolgeranno il razzo durante la fase di ascesa.

Rendering del decollo dello SLS. Credit: NASA/MSFC.

Sulla base dei risultati dei test, che avranno inizio in modo completo nella prossima estate del 2014, si potranno ricavare le specifiche di progettazione del sistema di protezione termica della parte principale dello SLS, destinata a contenere, oltre ai liquidi propellenti criogenici a temperature considerevolmente inferiori allo 0°C, anche l’avionica del razzo e i computer di navigazione.

L’utilizzo di un modello in scala, metodologia peraltro già utilizzata con il modello in scala al 5% dello SLS utilizzato per i test del sistema di soppressione acustica, permette di contenere i costi di realizzazione ma anche di eseguire i test all’interno di gallerie del vento, per verificare sperimentalmente le condizioni di pressione e riscaldamento a cui lo SLS verrà sottoposto durante la fase di ascesa.

Gli ugelli del modello in scala dello SLS per il progetto Pathfinder. Credit: NASA/MSFC.

Con i test all’interno della galleria del vento si potranno infatti raggiungere, nelle aspettative dei tecnici, configurazioni aerodinamiche e dei gas di scarico emessi dai propulsori quanto più possibile aderenti alle reali condizioni di volo e che potranno servire per trovare le necessarie verifiche strumentali dei dati ricavati con i software di simulazione fluidodinamica utilizzati dal team di ricerca del progetto Pathfinder.

I motori a razzo del modello sono stati realizzati per effettuare delle accensioni di brevissima durata, intorno ai 150 millisecondi, e i test verranno ripresi con videocamere ad altissima risoluzione che riprenderanno le immagini nello spettro visibile all’infrarosso con velocità di ripresa di circa 1000 fotogrammi al secondo, per analizzare i flussi di calore che si sviluppano durante l’accensione e la corretta conformazione degli scarichi dei motori a razzo.

Lo Space Launch System, il nuovo razzo in corso di sviluppo da parte della NASA per missioni che possano portare astronauti oltre l’orbita terrestre bassa, è previsto che debutti nel 2017 nella configurazione senza equipaggio ed in grado di inviare 70 tonnellate di carico utile in orbita terrestre bassa, mentre al termine dello sviluppo avrà una portata massima di 130 tonnellate, diventando di gran lunga il più potente razzo vettore mai costruito.

Pubblicato sul canale NASAMarshallTV di YouTube un video dell’accensione dei razzi del Core Stage del modello.

Immagini (C) NASA/MSFC

Fonte: NASA.