La etapa central del cohete Space Launch System (SLS) para la misión lunar Artemisa I ha completado con éxito sus primeras cuatro pruebas Green Run y se está basando en ellas para la siguiente fase de verificación, ya que los ingenieros requieren más capacidad del hardware antes de disparar en caliente la etapa y sus cuatro potentes motores.
Green Run es una serie exigente de ocho pruebas y casi 30 primicias: primera carga de los tanques de propulsor, primer flujo a través de los sistemas de alimentación de propulsante, primer encendido de los cuatro motores y primera exposición del escenario a las vibraciones y temperaturas de lanzamiento.
“Estamos dando vida metódicamente a varios sistemas complejos y comprobándolos durante las primeras siete pruebas”, explicó Julie Bassler, director de SLS Stages. “Entonces es hora de mostrar la octava prueba cuando lo juntemos todo y encendamos la etapa central del cohete, al igual que lo encenderemos para la misión Artemisa que se lance a la Luna”.
El 5 de agosto, los ingenieros del Centro Espacial Stennis de la Nasa cerca de Bay St Louis, Mississippi, donde se carga el escenario en el banco de pruebas B-2, completaron la cuarta de las ocho pruebas planificadas de la etapa central de 65 metros de altura. Para la prueba 4, los ingenieros realizaron la verificación funcional inicial de los componentes principales del sistema de propulsión para verificar la operabilidad del comando y control (respuesta de la válvula, sincronización, etc.) y realizaron verificaciones de fugas en las conexiones de gas y fluido umbilical de la etapa central a la instalación.
“Con los gases de prueba fluyendo a través de tantas partes de una etapa compleja del cohete, esperábamos que el equipo de prueba encontrara algunos problemas”, dijo Jonathan Looser, quien administra el sistema de propulsión principal de la etapa central del SLS. Históricamente, nunca ha habido un vehículo de lanzamiento tripulado calificado de la NASA volado sin una o más pruebas completas antes del vuelo y todos han encontrado problemas por primera vez. Como era de esperar, encontramos algunos con válvulas y sellos y los abordamos, y ahora estamos listos para completar las próximas cuatro pruebas Green Run”.
La serie de pruebas Green Run comenzó formalmente en enero con pruebas modales para verificar modelos de ordenador y sistemas de control de navegación y guía de apoyo. En marzo, la serie de pruebas fue interrumpida por un cierre relacionado con los casos de Covid-19 en Mississippi. Cuando se reanudaron las pruebas en mayo con las medidas de seguridad adecuadas, el equipo completó la prueba 2, activación de ordenadores, monitoreo de salud de recolección de datos y otra “aviónica” que conforman el cerebro y el sistema nervioso de la etapa central. La prueba 3 fue una verificación de los sistemas a prueba de fallos que pararon el escenario en una situación de contingencia. Cada prueba se basa en la prueba anterior y es más larga que la anterior, lo que agrega nuevas activaciones de hardware a las ya completadas.
Para la prueba 4, las comprobaciones funcionales y de fugas de los motores y sistemas de propulsión principal del escenario duraron tres semanas. Los ingenieros pudieron realizar la prueba con nitrógeno y helio gaseosos, que es más eficiente que usar propulsores de hidrógeno y oxígeno líquidos, que solo son necesarios para la prueba de fuego caliente real. A medida que estos gases fluían a través de los sistemas, se monitoreaba una instrumentación especial para detectar fugas o conexiones defectuosas.
El siguiente paso para el equipo de Green Run es la prueba 5. Asegurará que el sistema de control del vector de empuje de la etapa funcione correctamente, que incluye enormes componentes que dirigen los cuatro motores RS-25, llamados actuadores, y proporciona hidráulica a las válvulas del motor.
La prueba 6 simula la cuenta atrás del lanzamiento para validar la línea de tiempo de la cuenta atrás y la secuencia de eventos. Esto incluye los procedimientos de abastecimiento de combustible paso a paso además de los pasos de prueba anteriores de encendido de la aviónica y la carga y presurización del propulsor simulado.
Como comprobación final antes de la prueba de disparo completa, la prueba 7 se denomina “ensayo de vestimenta húmeda”, lo que significa que se basa en las simulaciones de la prueba 6 e incluye alimentar el cohete. Después de encender una vez más la aviónica, los sistemas hidráulicos, los sistemas a prueba de fallas y otros sistemas relacionados que se han verificado en las seis pruebas anteriores, el equipo cargará, controlará y drenará más de 700.000 galones de criogénicos o súper fríos propulsores.
Solo después de pasar estas siete pruebas, será el momento de la prueba 8, una cuenta atrása completa y una prueba de fuego caliente de hasta ocho minutos. Durante la prueba, los cuatro motores RS-25 dispararán a una potencia total combinada de 1,6 millones de libras, tal como lo harán en la plataforma de lanzamiento. La prueba 8 será la verificación final para verificar que la etapa esté lista para su lanzamiento. Posteriormente, los ingenieros prepararán el escenario para su viaje al Centro Espacial Kennedy en Florida.
“Queremos encontrar cualquier problema aquí en el terreno en Stennis, donde hemos agregado cientos de sensores especiales de prueba en tierra al escenario para Green Run”, dijo Ryan McKibben, uno de los conductores de prueba de Stennis Green Run. “Tenemos un excelente acceso al escenario en el banco de pruebas B-2 y contamos con ingenieros y técnicos que están familiarizados con este escenario”.
Para cuando se completen las ocho pruebas de Green Run, Boeing, el contratista principal para la etapa central, estima que recopilará entre 75 y 100 terabytes de datos, sin incluir los datos de voz y video recopilados. Y eso es mucha tarea teniendo en cuenta que todos los datos en la Biblioteca del Congreso ascienden a solo 15 terabytes.
La Nasa está trabajando para llevar a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna para el 2024. SLS y Orion, junto con el sistema de aterrizaje tripulado y el Gateway en órbita alrededor de la Luna, son la columna vertebral de la Nasa para la exploración del espacio profundo. SLS es el único cohete que puede enviar a Orion, astronautas y suministros a la Luna en una sola misión.
