El Programa del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la Nasa está concluyendo su serie de pruebas de calificación estructural con una próxima prueba final que llevará el diseño del tanque de oxígeno líquido del cohete a sus límites en el Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la agencia en Huntsville, Alabama.
En nombre de la ciencia, los ingenieros intentarán romper un artículo de prueba estructural del tanque a propósito. La estructura del tanque de oxígeno líquido es idéntica al tanque que forma parte de la etapa central de SLS, que proporcionará energía para ayudar a lanzar las misiones Artemisa a la Luna.
El tanque está encerrado en una estructura tipo jaula que forma parte del banco de pruebas. Los sistemas hidráulicos aplicarán millones de libras de fuerza para empujar, tirar y doblar el artículo de prueba del tanque de oxígeno líquido para ver cuánta presión puede soportar el tanque. Las fuerzas simulan lo que se espera que experimente el tanque durante el lanzamiento y el vuelo. Para la prueba, el tanque se llenará con agua para simular el propulsor de oxígeno líquido utilizado para el vuelo, y cuando el tanque se rompa, el agua puede crear un sonido fuerte a medida que estalla a través de la piel del tanque.
“Llevamos los tanques de cohetes a límites extremos y los rompemos porque empujar los sistemas hasta el punto de fallo nos proporciona datos para ayudarnos a construir cohetes de manera más inteligente”, dijo Neil Otte, ingeniero jefe de la Oficina de Escenarios SLS en Marshall. “Romper el tanque propulsor ahora en la Tierra nos proporcionará datos valiosos para volar el SLS de manera segura y eficiente en las misiones Artemisa a la Luna”.
A principios de este año, los ingenieros de la Nasa y Boeing sometieron el tanque a 23 pruebas de referencia que simulan las condiciones reales de vuelo y el tanque superó las pruebas. El tanque está equipado con miles de sensores para medir el estrés, la presión y la temperatura, mientras que las cámaras y micrófonos de alta velocidad capturan cada momento para identificar grietas en la pared del tanque cilíndrico. Esta prueba final aplicará fuerzas controladas más exigentes de lo que esos ingenieros esperan que el tanque perdure durante el vuelo, similar a la prueba que rompió el tanque de hidrógeno líquido y provocó un enorme impacto sonoro en algunos vecindarios de Huntsville cerca de Marshall.
Esta es la prueba final en una serie de pruebas de calificación estructural que han llevado las estructuras del cohete a los límites de arriba a abajo para ayudar a garantizar que el cohete esté listo para las misiones lunares de Artemisa. La finalización de esta próxima prueba marcará un hito importante para el Programa SLS.
El equipo de Marshall comenzó las pruebas de calificación estructural en el cohete en mayo de 2017 con una prueba integrada de la parte superior del cohete apilada: la etapa de propulsión criogénica provisional, el adaptador de la etapa Orion y el adaptador de la etapa del vehículo de lanzamiento. Luego, el equipo pasó a probar las cuatro estructuras más grandes que conforman la etapa central de 65 metros de altura. La última prueba de referencia para Artemisa I se completó en marzo de 2020 antes de que se restringiera el acceso del equipo a Marshall debido a la pandemia de Covid-19. El equipo de la Nasa y Boeing regresó a trabajar la primera semana de junio para prepararse para realizar la prueba final de oxígeno líquido hasta el fracaso.
Las pruebas de calificación estructural ayudan a verificar que los modelos que muestran el diseño estructural pueden sobrevivir al vuelo. Las pruebas estructurales se han completado en tres de las estructuras más grandes de la etapa central: la sección del motor, el tanque intermedio y el tanque de hidrógeno líquido. El tanque de oxígeno líquido ha completado las pruebas de referencia y ahora concluirá las pruebas de la etapa central con la próxima prueba para encontrar el punto de fallo del tanque.
“Las pruebas de oxígeno líquido y las otras pruebas para encontrar el punto de fallo realmente ponen a prueba el hardware”, dijo April Potter, gerente del proyecto de prueba SLS para pruebas estructurales de oxígeno líquido e hidrógeno líquido. “La Nasa ahora tendrá la información para construir sobre nuestros sistemas e impulsar la exploración más lejos que nunca”.
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 ganarán experiencia para permitir el próximo salto gigante de la humanidad, enviando seres humanos a Marte.
