Programul Artemis al agenției spațiale americane NASA se apropie de una dintre cele mai complexe etape ale explorării selenare moderne: revenirea echipajelor umane pe suprafața Lunii, în regiunea polului sudic. În interiorul clădirii masive de asamblare a vehiculelor (Vehicle Assembly Building) de la Centrul Spațial Kennedy din statul Florida, echipele diviziei Exploration Ground Systems au parcurs pași decisivi în integrarea rachetei gigantice Space Launch System. Spre deosebire de strategia aplicată în campaniile de testare din anii trecuți, specialiștii au decis ca pentru Artemis III să efectueze o probă completă de încărcare a combustibililor criogenici pe rampa de lansare 39B folosind o configurație preliminară, denumită configurație scurtă.
Ce reprezintă configurația scurtă a rachetei Space Launch System
Formula tehnică de configurație scurtă presupune îmbinarea treptei principale a rachetei și a celor două propulsoare laterale cu combustibil solid pe platforma mobilă de lansare, fără a monta deocamdată etajul superior de propulsie criogenică și capsula spațială Orion. Treapta principală de culoare portocalie, realizată de compania Boeing, adăpostește rezervoarele uriașe pentru combustibil lichid și integrează la bază cele patru motoare RS-25, produse de Aerojet Rocketdyne. La rândul lor, cele două propulsoare laterale cu cinci segmente, furnizate de Northrop Grumman, asigură cea mai mare parte a forței ascensionale în primele două minute de zbor.
Prin limitarea ansamblului la aceste componente de bază, inginerii pot supune structura principală și instalațiile de pompare la sarcini termice și de presiune identice cu cele din ziua zborului, fără a risca echipamentele electronice de navigație, sistemele de susținere a vieții sau scutul termic al capsulei Orion. Dacă apar neconcordanțe la garniturile de etanșare sau la ventilele de presiune, defecțiunile pot fi remediate direct pe rampă sau în hangar fără a fi necesară demontarea navei spațiale cu echipaj.
Provocările pompării hidrogenului lichid la temperaturi criogenice
Operațiunea de încărcare a combustibililor în racheta SLS este recunoscută drept una dintre cele mai solicitante manevre din întreaga tehnologie spațială. În rezervoarele treptei principale trebuie introduși peste 2,7 milioane de litri de lichide criogenice: oxigen lichid menținut la o temperatură de minus 183 de grade Celsius și hidrogen lichid adus la temperatura extremă de minus 253 de grade Celsius, foarte aproape de zero absolut.
Hidrogenul este cel mai ușor și mai mic element chimic din univers, având proprietatea de a se infiltra prin cele mai fine spații microscopice. În momentul în care conductele metalice calde de pe rampă intră în contact cu hidrogenul lichid, metalul suferă o contracție termică bruscă. În trecut, în timpul pregătirilor pentru zborul Artemis I, contracțiile termice inegale au provocat scurgeri repetate de hidrogen la nivelul cuplelor ombilicale de la baza platformei mobile, impunând mai multe amânări ale lansării. Testul de alimentare dedicat pentru Artemis III are rolul de a verifica noile materiale de etanșare flexibile și procedurile optimizate de răcire treptată a conductelor înainte ca racheta completă să primească undă verde pentru zbor.
Simularea completă a echipajului de zbor la rampa de lansare 39B
Prezența rachetei în configurație scurtă la rampa de lansare 39B va fi valorificată de NASA și pentru o repetiție generală a procedurilor aplicate de astronauți în ziua zborului. Membrii echipajului misiunii Artemis III vor parcurge traseul complet, de la echiparea cu costumele de presiune în clădirea Neil Armstrong Operations and Checkout până la deplasarea pe traseul terestru către complexul de lansare la bordul vehiculelor specializate.
La fața locului, astronauții vor urca cu liftul turnului mobil de lansare până la nivelul brațului de acces, familiarizându-se cu traseele de deplasare pe platformă în condiții similare celor din ziua decolării. Un punct esențial al antrenamentului îl constituie verificarea procedurilor de evacuare rapidă. În cazul unei scurgeri masive de gaze sau a unui incendiu pe rampă, echipajul trebuie să fie capabil să ajungă în câteva zeci de secunde la nacelele speciale de coborâre pe cablu (emergency egress baskets), care îi pot transporta în viteză la baza rampei spre vehiculele blindate de adăpost.
Monitorizarea conductelor ombilicale și etapele finale înainte de zbor
Alimentarea cu propulsori este gestionată printr-o serie de brațe articulate și conexiuni ombilicale care leagă turnul mobil de corpul rachetei. Mastele de alimentare de la bază asigură transferul lichidelor către motoare, în timp ce conexiunile de la mijlocul treptei gestionează presurizarea rezervoarelor și evacuarea gazelor de evaporare. În timpul testului, o rețea densă de senzori va măsura concentrația de gaze din jurul cuplelor, presiunea din conducte și deformările mecanice ale structurii cauzate de greutatea milioanelor de litri de lichid.
După încheierea testului criogenic, combustibilii vor fi goliți în siguranță în rezervoarele de stocare ale bazei, iar racheta va fi transportată înapoi în clădirea de asamblare cu ajutorul transportorului șenilat pe o distanță de peste șase kilometri. În interiorul clădirii, inginerii vor adăuga etajul superior ICPS, inelul de adaptare și nava spațială Orion echipată cu turnul de salvare la decolare, asamblând vehiculul complet pentru misiunea selenară.
Infrastructura terestră ca fundament al explorării cosmice
Complexitatea zborurilor cosmice cu echipaj uman reconfirmă faptul că succesul unei misiuni spre un alt corp ceresc depinde în măsură egală de vehiculul spațial și de perfecționarea instalațiilor de la sol. Așa cum demonstrează lucrările complexe de infrastructură de la rampele de lansare spațială, fiabilitatea sistemelor terestre de distribuție a fluidelor criogenice este cheia siguranței zborurilor cosmice cu echipaj uman. Prin verificarea temeinică a fiecărui subsistem în cadrul testului din faza de configurație scurtă, programul Artemis își securizează calendarul și reduce riscul unor surprize tehnice în momentul în care nava va fi pregătită să transporte din nou exploratori pe Lună.
Articol documentat de redacția HD Satelit din surse publice. Foto: NASA / Kim Shiflett.
Niciun comentariu