Tutte queste domande sono sorte, da parte di moltissima gente informata del fatto, subito dopo il lancio. Alla Nasa praticamente TUTTI hanno avuto notizia dell’accaduto, e ingegneri, tecnici e controllori hanno avuto ampie possibilità di documentarsi. Perfino la Boeing che unitamente alla North American Aviation forma il consorzio incaricato della gestione e della manutenzione della flotta di navette USA, ha studiato il problema e fornito alcune conclusioni preliminari che, evidentemente, non rivestivano i caratteri dell’urgenza e della pericolosità. Solo dopo la tragedia questi problemi sono stati ripresi ed esaminati molto più a fondo. Sono subito state fatte alcune ipotesi. E queste notizie sono state rese pubbliche, questo è il fatto veramente nuovo, che rende la gestione dell’incidente del Columbia profondamente diversa da quello del Challenger.
Il materiale di rivestimento dell’ET è una specie di schiuma, spruzzato durante le fasi finali della fabbricazione. L’ET è costruito in lega di alluminio, di fatto è un elemento pesante a vuoto trentacinque tonnellate, costituito dalla sovrapposizione di due enormi serbatoi per l’idrogeno liquido (serbatoio inferiore, più grande) e per l’ossigeno liquido (quello superiore). I due serbatoi sono separati da una sezione, detta “intertank” che contiene i sistemi elettronici, elettrici, di condizionamento ambientale per il controllo delle temperature, e altro. I propellenti liquidi richiedono, prima e durante il lancio, temperature estremamente basse, in special modo l’idrogeno, che deve essere conservato a meno 253 gradi centigradi (per l’ossigeno liquido “bastano” appena meno 178 gradi C); per questo motivo i serbatoi devono garantire un eccellente isolamento termico dall’ambiente circostante. Inoltre il serbatoio è soggetto, nelle fasi intermedie del volo di ascesa, a notevolissime
sollecitazioni termiche dovute all’attrito con le porzioni più esterne dell’atmosfera, affrontate ad altissima velocità. Se tutto ciò non fosse abbastanza, l’ET è anche l’elemento del veicolo destinato a supportare gli sforzi propulsivi prodotti dai due enormi booster a propellente solido per i primi due minuti del volo, e dai motori dell’orbiter.
Tra i tre e i cinque centimetri di schiuma isolante rivestono tutto il serbatoio esterno dello shuttle. Ma l’enorme serbatoio non è un elemento rigido, è piuttosto un complicato sistema che deve rispondere a tutta una serie di sollecitazioni statiche e dinamiche per tutto il tempo in cui si trova a terra completamente rifornito e poi per tutti gli otto minuti e mezzo del volo in fase propulsiva, fino al momento del suo distacco dall’orbiter, quando in prossimità delle condizioni orbitali previste, esso cessa la sua funzione. Movimenti torsionali, violenti scuotimenti dei propellenti, deformazioni strutturali dovute alle sollecitazioni propulsive, alle sollecitazioni termiche e meccaniche prodotte dal volo in atmosfera lo rendono un oggetto sottoposto a variazioni della forma e della sua geometria, in tutti gli assi.
Uno spaccato dell’ET. (NASA)
In particolare sono quattro le zone soggette a sforzi meccanici notevoli durante l’ascesa: i due punti di attacco dei booster a propellente solido, il punto di attacco superiore dell’orbiter, il famoso “bipod”, e, infine, le strutture inferiori di attacco della navetta, con gli ammortizzatori, i tamponi isolanti e le valvole per l’alimentazione dei motori a idrogeno ed ossigeno. In queste zone si producono notevolissimi sforzi e conseguentemente deformazioni strutturali, che si trasmettono, ovviamente, dalle strutture in alluminio, anche allo strato di materiale isolante.
Il materiale isolante è stato lievemente cambiato nella sua composizione già nel 1997. Un gas molto più “ecologico” del freon fino allora utilizzato è stato sostituito nella composizione della schiuma. Il risultato è che la schiuma di rivestimento che viene spruzzata sulle pareti di alluminio del serbatoio esterno durante la finitura della fabbricazione, una volta solidificata, presenta microbolle di gas (normalmente presenti in tutte le schiume isolanti, questa è una specie di poliuretano espanso) leggermente più grandi di quelle che costituivano la schiuma utilizzata negli anni precedenti.
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