Il serbatoio di elio dello stadio superiore dell'Ariane 3 lanciato nel 1985 è stato recuperato in Uganda nel 2002 dopo il rientro. Sul serbatoio sono stati rinvenuti schizzi di alluminio fuso, identificati come depositi provenienti da fissaggi locali.
L’ESA e il CNES (Agenzia spaziale governativa francese) vogliono indagare ulteriormente su come sono stati causati gli spruzzi e sui potenziali effetti sui materiali in titanio e acciaio inossidabile ricreando, per la prima volta, questo ambiente estremo e lo scenario di rientro su scala di laboratorio.
Il dottor Yunus Azakli, responsabile tecnico per la scoperta e la prototipazione dei materiali, ha adattato l'Arcast SC100 presso il Royce Discovery Center, Sheffield, per far cadere l'alluminio fuso su fogli di Ti-6Al-4V e 316L che erano stati riscaldati da un mini forno appositamente progettato per ricreare i materiali di Ariane 3 ritrovati nel 2002 dopo il suo rientro.
Le condizioni durante il rientro atmosferico della Terra del veicolo spaziale possono causare la fusione di alcune parti in lega di alluminio e il deposito su altri componenti metallici. L'interazione di tali materiali espulsi con componenti di titanio come i serbatoi a pressione di elio, finora, non è stata ampiamente studiata e vi è incertezza sulle reazioni superficiali durante il rientro.
Questo studio è stato intrapreso per determinare se tali interazioni degli espulsi di alluminio potrebbero avere un effetto dannoso sui substrati di titanio (così come sull’acciaio inossidabile) con temperature superficiali intorno a 1.000°C al fine di replicare fedelmente le condizioni di rientro sulla Terra. Un modulo di filatura a fusione Arcast è stato modificato per rilasciare quantità controllate di alluminio fuso di elevata purezza su fogli Ti-6Al-4V e 316L ad alte temperature e a temperatura ambiente in un'atmosfera inerte.
Il nuovo impianto di fusione adattato a Royce offre l'opportunità di valutare l'alluminio fuso su substrati ad alta temperatura. Si tratta di un mezzo economicamente vantaggioso per fornire ai ricercatori materiali accurati da utilizzare per studiare l'impatto del rientro sui componenti chiave del veicolo spaziale.
Comprendere l'effetto delle condizioni estreme di rientro consentirà agli ingegneri di continuare a sviluppare materiali più resilienti ed efficienti con l'obiettivo di ridurre al minimo gli sprechi e aumentare la sostenibilità.
Fornito dall'Università di Sheffield
