I satelliti sono costruiti per vivere nel duro ambiente dello spazio, ma gli ingegneri devono anche tenere conto dei rigori del viaggio lì. L'ESA ha aiutato RUAG Space Svizzera a sviluppare nuove carenature per razzi che offrono una corsa nello spazio più fluida e silenziosa.

RUAG produce carenature per i lanciatori Ariane e Vega europei e ha recentemente dimostrato come una microforatura del frontalino dei pannelli della carenatura possa ridurre rumore e vibrazioni, e come una nuova cerniera e un nuovo sistema di attuazione potrebbero ridurre lo shock di separazione della carenatura dal veicolo di lancio quando raggiunge lo spazio.

"La tecnologia attuale si basa su un semplice, sistema compatto e altamente affidabile che elimina la carenatura protettiva a circa tre minuti di volo ad un'altitudine di circa 100 km, che è quando il razzo entra nello spazio, " ha spiegato Jorgen Bru, Responsabile della tecnologia del programma preparatorio per i futuri lanciatori dell'ESA.

Nuova separazione e scarico della carenatura a basso impatto

"In genere due meccanismi pirotecnici esplodono per far esplodere i cardini aperti consentendo ai semigusci della carenatura di separarsi e torcersi in modo sicuro dal carico utile stivato all'interno. Succede tutto in una frazione di secondo ed è molto preciso, evento sincronizzato".

Questi dispositivi pirotecnici vengono gettati via con la carenatura. Forniscono una forza potente pur essendo relativamente leggeri e compatti, e sono una tecnologia collaudata.

"Però, quando questi dispositivi pirotecnici vengono attivati, crea un forte effetto d'urto che viene trasferito al lanciatore e al suo carico utile. I satelliti sono progettati per resistere a questo, ma le aziende ora chiedono più comfort, "aggiunse Giorgio.

I sistemi pirotecnici richiedono test approfonditi prima di essere qualificati per il volo, che è intenso, costoso e richiede condizioni di vuoto. Uno dei principali vantaggi del sistema sostitutivo di separazione e scarico a basso shock di RUAG è che non è necessaria alcuna costosa camera a vuoto per i test perché la separazione si basa su un processo non pirotecnico leggermente più lento che rende l'attrito con l'aria nelle prove a terra molto meno significativo.

RUAG può ottenere gli stessi risultati utilizzando una serie di cerniere precaricate e attuatori pneumatici combinati con un sistema di scarico passivo che spinge via le parti una volta azionati i sistemi di separazione.

"Questo nuovo sistema di separazione e scarico, basato su cerniera e attuatore, riduce gli urti e aumenta il comfort del carico utile durante l'evento di separazione, " ha aggiunto Alberto Sánchez Cebrian, Project Manager presso RUAG.

Ogni sistema di separazione è discreto. Questo approccio modulare riduce i costi di sviluppo in quanto le parti possono essere migliorate o sostituite senza influire sull'intero sistema. Il test è più semplice e anche il meccanismo non richiede sincronizzazione.

I test sono stati effettuati su una carenatura Vega da 2,6 m, ma il nuovo sistema è scalabile per le carenature del lanciatore pesante europeo Ariane.

Accanto alle prove di separazione, la modellazione di uno strato isolante perforato antirumore integrato all'interno dei pannelli sandwich della carenatura ha fornito una soluzione promettente per la riduzione del rumore senza aumento di massa o volume.

Una significativa riduzione del rumore è stata ottenuta senza alcun impatto apparente sulle prestazioni strutturali dei pannelli sandwich. Questo sistema potrebbe sostituire i tappetini fonoassorbenti utilizzati attualmente nelle carenature dei razzi. I test sui pannelli più grandi continueranno nella prossima fase del progetto.

Queste attività sono state finanziate e svolte nell'ambito del programma preparatorio Future Launchers dell'ESA.

Le modifiche alla carenatura di RUAG consentiranno di progettare satelliti più delicati e di ridurre i requisiti del veicolo di lancio.