El pasado miércoles, los ingenieros completaron la campaña de prueba estructural del cohete Space Launch System (SLS) para las misiones lunares de Artemisa probando el artículo de prueba estructural de oxígeno líquido para encontrar su punto de fallo.
“El SLS y el equipo de prueba de Marshall han hecho un gran trabajo para lograr este programa de prueba, marcando un hito importante no solo para el Programa SLS sino también para el programa Artemisa”, dijo John Honeycutt, director del Programa SLS. “Desde la construcción de los bancos de pruebas, el equipo de soporte y los artículos de prueba hasta la realización de las pruebas y el análisis de los datos, es un trabajo notable que ayudará a enviar astronautas a la Luna”.
El tanque de oxígeno líquido que mide 21 metros de alto por 8,5 metros de diámetro, se adhirió a un enorme anillo de acero en la base del banco de pruebas del centro Marshall. Luego, los cilindros hidráulicos se calibraron y se colocaron a lo largo del tanque para aplicar millones de libras de fuerza paralizante desde todos los lados mientras los ingenieros midieron y registraron los efectos de las fuerzas de lanzamiento y vuelo. El tanque de oxígeno líquido falló circunferencialmente en la ubicación de la soldadura como los ingenieros predijeron y en los niveles de carga aproximados esperados, lo que demuestra la preparación para el vuelo y proporciona datos críticos para los diseñadores del tanque. Esta prueba final en el artículo de prueba estructural de oxígeno líquido cumplió con todos los hitos del programa.
La finalización exitosa de las pruebas de calificación estructural de SLS en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la Nasa en Huntsville, Alabama, concluye la mayor campaña de pruebas en el centro desde las pruebas realizadas para el Programa del Transbordador Espacial, hace más de 30 años.
Durante la campaña de prueba, cinco artículos de prueba estructural se sometieron a 199 casos de prueba separados y se recopilaron más de 421 gigabytes de datos para agregar a los modelos de computadora utilizados para diseñar el cohete. La prueba final marca el logro de todos los requisitos de pruebas estructurales de SLS antes de la misión Artemisa I, la primera de una serie de misiones cada vez más complejas que permitirán la exploración humana a la Luna y Marte.
A principios de este año, la Nasa y los ingenieros de Boeing, el contratista principal de la etapa central, completaron 24 pruebas de referencia que simularon condiciones de vuelo reales en el artículo de prueba estructural de oxígeno líquido. Para todas las pruebas, miles de sensores miden el estrés, la presión y la temperatura, mientras que las cámaras y micrófonos de alta velocidad intentaron identificar cualquier pandeo o grieta en la pared cilíndrica del tanque. Los datos recopilados de esta prueba de referencia ayudaron a calificar las estructuras de la etapa central SLS y la etapa superior integrada para el vuelo.
El equipo de Marshall ha estado realizando pruebas de calificación estructural en el cohete desde mayo de 2017 con una prueba integrada de la parte superior del cohete apilada, incluida la etapa de propulsión criogénica provisional, el adaptador de etapa Orion y el adaptador de etapa del vehículo de lanzamiento. Esto fue seguido por la prueba de las cuatro estructuras más grandes que componen la etapa central: la sección del motor, el tanque intermedio, el tanque de hidrógeno líquido y el tanque de oxígeno líquido. Cada una de estas pruebas proporcionó datos adicionales a los modelos de computadora que predicen cómo funcionarán las estructuras en las duras condiciones de lanzamiento y vuelo.
“El equipo del laboratorio de pruebas Marshall ha trabajado estrechamente con el Programa del Sistema de Lanzamiento Espacial para probar las estructuras del cohete de arriba a abajo”, dijo Ralph Carruth, director del laboratorio de pruebas de Marshall. “Después de ver cómo se construían los bancos de pruebas, trabajando junto con los ingenieros de SLS y Boeing para establecer procedimientos de prueba y conducir y reunir resultados de cinco pruebas de calificación estructural, estamos orgullosos de contribuir con datos que muestran que estas estructuras pueden soportar los rigores del vuelo”.
Con la conclusión de las pruebas, los diseñadores ahora tienen datos que pueden ser útiles para optimizar el hardware SLS. SLS tendrá el poder de enviar astronautas hacia la Luna y finalmente a Marte. Probar las nuevas y complejas piezas de hardware es fundamental para el éxito no solo de la primera prueba de vuelo de SLS y la nave espacial Orion de la Nasa, sino también para todas las futuras misiones.
“Este año es un año histórico para las pruebas de la etapa central para las misiones de Artemisa”, dijo Julie Bassler, director de etapas de SLS. “Hemos completado con éxito nuestras pruebas estructurales principales de la etapa central en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales y estamos avanzando en las pruebas de Green Run de la etapa central Artemis I en el Centro Espacial Stennis que simulará el lanzamiento. Todas estas pruebas no solo son valiosas para la primera misión de Artemisa, sino que también validan el nuevo diseño integrado de la estructura de la etapa central SLS, los sistemas de propulsión y aviónica y aseguran su preparación para futuros vuelos”.
Los equipos del Centro Espacial Stennis están avanzando en las pruebas de Green Run de la etapa central ensamblada de SLS para la misión Artemisa I. En la instalación de ensamblaje Michoud de la Nasa en Nueva Orleans, Boeing, el contratista principal de la etapa central, ha fabricado todas las estructuras principales de la etapa central para la misión Artemisa II y comenzó a trabajar en las estructuras de Artemis III. La etapa central de 65 metros de altura es la etapa de cohete más grande y compleja que la Nasa ha construido desde las etapas de Saturno V que impulsaron las misiones Apolo a la Luna. Aerojet Rocketdyne ha ensamblado motores para la misión Artemisa II y está en proceso de ensamblar motores Artemisa III.
Northrop Grumman entregó recientemente segmentos de refuerzo al Centro Espacial Kennedy de la Nasa en Florida, donde se están preparando para su lanzamiento. Los 10 segmentos de la segunda misión de Artemisa están lanzados, y Northrop Grumman ahora está trabajando en los refuerzos para Artemisa III. Con la llegada de los propulsores al Centro Kennedy, las únicas piezas restantes de hardware para la prueba de vuelo Artemisa I que se entregarán son el adaptador de la etapa del vehículo de lanzamiento, que conecta el cohete a la nave espacial Orion y llegará este verano, y la etapa central de SLS, que será transportada al Centro Kennedy en una barcaza después de la prueba de fuego caliente Green Run en Stennis a finales de este año.
El cohete SLS, la nave espacial Orion, el Gateway y el sistema de aterrizaje tripulado son parte de la columna vertebral de la Nasa para la exploración del espacio profundo. El programa Artemisa es el siguiente paso en la exploración espacial humana. Es parte del enfoque más amplio de exploración de la Luna a Marte de EEUU, en el que los astronautas explorarán la Luna y la experiencia adquirida allí para permitir el próximo salto gigante de la humanidad, enviando astronautas a Marte.
