microtesla space

Novità su Ares, problematiche concettuali.

Alcune novità sul prossimo venturo programma spaziale americano Constellation.

La Nasa pensa di risolvere in parte i problemi di risonanza e vibrazioni del primo stadio a combustibile solido di Ares I modificando la forma del combustibile stesso.

In pratica, il razzo a combustibile solido di Ares è un involucro metallico contenente una sostanza reattiva, come nei fuochi d'artificio. Ma a differenza di questi la combustione non inizia dalla base del razzo per propagarsi alla sommità. Nei razzi a combustibile solido per uso astronautico il combustibile è plasmato nell'involucro in modo da essere cavo all'interno in senso longitudinale, come una cannuccia. In questo modo il combustibile brucia dall'interno verso l'esterno del razzo per tutta la sua lunghezza sviluppando un'enorme potenza. La combustione contemporanea di tanto combustibile all'interno del razzo crea (anche in conseguenza diinevitabili imperfezioni nella miscela della sostanza) risonanze e vibrazioni pericolose. Tuttavia se la cavità presenta una sezione plasmata in un certo modo la risonanza diminuisce, cosicchè, nei booster dello Shuttle da cui lo stadio di Ares deriva la sezione è stellare. Poichè a differenza dello stadio dello Shuttle quello del nuovo vettore avrà un segmento in più, quindi una lunghezza e una potenza superiore ci si è trovati di fronte anche a vibrazioni superiori. Ora si pensa che cambiando la forma della cavità interna del combustibile solido il problema venga mitigato.

Un altro problema che si cerca di risolvere è dove sistemare il paracadute per il recupero di questo booster a combustibile solido. Si vleva infatti recuperarlo e rigenerarlo: poichè questo paracadute dovrebbe trovarsi ripiegato in un vano posto tra la sommità del primo stadio a combustibile solido e la base del secondo stadio a combustibile liquido è stato notato che, al momento del distacco dei due stadi, l'accensione del motore del secondo stadio avrebbe con ogni probabilità incenerito il paracadute ripiegato sotto di lui. Il problema non è stato ancora del tutto risolto, è tuttavia probabile che l'idea di recuperare il primo stadio a combustibile solido venga abbandonato, anche perchè in base agli studi efettuati, sembra che costi più riciclarlo che ricostruirlo nuovo. Tutto ciò era già avvenuto per lo shuttle, anche in quel caso l'idea di riciclare i booster a combustibile solido venne abbandonata dopo le prime missioni per problemi di costi e di sicurezza, ma almeno non si poneva il problema del danneggiamento dei paracadute, poichè i booster essendo posti lateralmente, non venivano investiti dalla fiammata di un motore razzo come avverrebbe su Ares.

C'è anche un altra questione da appuntare: inizialmente si era pensato di utilizzare nel secondo stadio a combustibile liquido i motori montati sulla navetta Shuttle.

Purtroppo ben presto si è capito che ciò non era possibile, infatti i motori montati sull'aliante spaziale Shuttle (alimentati dal grande serbatoio centrale arancione) vengono accesi alla partenza, contemporaneamente ai due booster laterali a combustibile solido, e servono sia alla spinta che alla stabilizzazione di tutto il complesso (che altrimenti "caderebbe" dalla parte dell'orbiter) e poi danno la spinta finale verso l'orbira. Quindi sono concepiti per iniziare il loro lavoro a livello del mare, mentre nel secondo stadio di Ares avrebbero dovuto accendersi ed operare alla massima potenza ad una quota molto più alta. Una funzione insomma totalmente diversa che avrebbe necessariamente comportato modifiche sostanziali. Si è quindi optato per un motore totalmente nuovo. Purtroppo non sono ancora disponibili i nuovi motori razzo completamente innovativi cui la Nasa sta comunque alacremente lavorando e che pare forniranno in futuro prestazioni sorprendenti. Ma di questi motori (su cui si studia da anni) parleremo in seguito. I motori di Ares deriveranno da quelli del  programma Apollo, e alcuni motori superstiti di quel programma stanno venendo smontati e riesaminati dalla Nasa per carpirne i segrati. (Ancora una volta stupisce un poco il fatto che la Nasa abbia così tanto dimenticato le tecniche utilizzate per il progtramma Apollo, sembra quasi stiano studiando qualcosa fatto da altri, eppure fu proprio la Nasa che varò il programma lunare).