Osservare l’incendio di un motore RS-25 è un’esperienza viscerale: l’accensione risuona come un tuono, il terreno trema, una nuvola di vapore si gonfia, ma il motivo principale per condurre un test è molto meno osservabile dagli spettatori:
La NASA testa i motori presso lo Stennis Space Center dell’agenzia vicino a Bay St. Louis, nel Mississippi, per comprenderne appieno le capacità e i limiti prestazionali. Per i motori RS-25, ciò significa acquisire montagne di dati mentre gli operatori simulano come il motore deve accendersi durante il lancio del potente razzo SLS (Space Launch System) della NASA.
I sensori raccolgono dati su ogni aspetto del funzionamento di un motore durante un tipico incendio caldo di 500 secondi dell’RS-25. Gli ingegneri utilizzano i dati per confermare le aspettative e ampliare la comprensione delle prestazioni di un motore. “La NASA Stennis fornisce una prova duratura che il nuovo design dell’RS-25 soddisfa i suoi requisiti prestazionali dai dati che raccogliamo utilizzando più sistemi di acquisizione presso il Fred Haise Test Stand”, ha affermato l’ingegnere di strumentazione della NASA Tristan Mooney.
La raccolta dei dati è particolarmente critica poiché la NASA lavora per certificare che l’appaltatore principale dei motori Aerojet Rocketdyne, una società di L3 Harris Technologies, è pronto a produrre nuovi motori RS-25 per Artemis V e missioni successive. Le missioni Artemis sulla Luna, ed eventualmente su Marte, rappresentano una parte importante dell’impegno dell’agenzia nell’esplorazione dei segreti dell’universo a beneficio di tutti. Quattro motori RS-25 aiutano a lanciare ciascun razzo SLS. La NASA e l’Aerojet Rocketdyne hanno modificato i 16 motori principali rimanenti dello Space Shuttle per utilizzarli nelle missioni Artemis da I a IV. Aerojet Rocketdyne sta producendo motori aggiuntivi, incorporando dozzine di miglioramenti nel suo processo di produzione. Prevede di utilizzare nuovi processi e tecniche di produzione, inclusa la stampa 3D, progettati per produrre i motori in modo più efficiente.
Un paio di serie di certificazioni presso la NASA Stennis, utilizzando prototipi di produzione, stanno dimostrando le elevate prestazioni e l’affidabilità dei nuovi motori. La serie iniziale di 12 test si è conclusa a giugno. La seconda serie di 12 test inizierà il 4 ottobre e si estenderà fino al 2024. Sulla base dei dati raccolti e analizzati dalle due serie, Aerojet Rocketdyne passerà alla modalità di produzione completa per i nuovi motori. Un team di dipendenti della NASA, dell’Aerojet Rocketdyne e dell’appaltatore del sito Syncom Space Services supporta l’acquisizione dei dati il giorno del test. Ogni aspetto del funzionamento del motore viene misurato. A seconda degli obiettivi del test, le squadre a volte modificano centinaia di sensori da un fuoco caldo a quello successivo. I recenti aggiornamenti al sistema di acquisizione dati consentono di risparmiare molto tempo durante queste configurazioni e riducono anche il rischio di errore umano. La quantità di dati raccolti è sconcertante: gli ingegneri che hanno lavorato alla NASA Stennis per decenni, affermano che il motore RS-25 riprogettato è uno dei motori più pesantemente strumentati che abbiano mai visto.
Quando si tratta di raccogliere dati, fino a 256 canali registrano 102.400 punti dati al secondo ciascuno, mentre fino a 512 canali a bassa velocità registrano 250 campioni al secondo ciascuno. Per un test di 500 secondi, è possibile raccogliere un totale di 13,17 miliardi di punti dati se tutti i canali trasmettono. I sistemi video dei banchi prova contribuiscono con circa 10 terabyte ai dati raccolti. L’importo complessivo potrebbe facilmente sopraffare il normale disco rigido di un computer. Una volta completato l’incendio, gli ingegneri elaborano e inoltrano i dati per l’analisi. Le successive revisioni presso Stennis della NASA, il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, e l’Aerojet Rocketdyne forniscono una migliore comprensione delle capacità del motore.
Mentre la NASA Stennis conduce gli hot fire di certificazione per i nuovi motori RS-25, i dati aiuteranno l’agenzia a inviare in sicurezza gli astronauti nelle future missioni Artemis. Attraverso Artemis, la NASA invierà la prima donna e la prima persona di colore sulla Luna. L’agenzia utilizzerà ciò che verrà appreso sulla Luna per compiere il prossimo passo da gigante inviando astronauti su Marte.
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