SLS Core Stage Green Run de la NASA prueba sistemas críticos para Artemis I.


Los equipos del Centro Espacial Stennis de la NASA, cerca de Bay St. Louis, Mississippi, completaron la primera prueba de la serie de pruebas Green Run de ocho partes para el cohete Space Launch System (SLS) el 30 de enero. Para esta prueba modal, los ingenieros instalaron el escenario central de 64 metros de altura, el mismo hardware de vuelo que se usará para la primera misión de Artemis a la Luna, en el banco de pruebas B-2 a principios de mes. La etapa central masiva incluye dos enormes tanques de propulsores que alimentan un grupo de cuatro motores RS-25 en la parte inferior de la etapa, junto con la aviónica y los ordenadores de vuelo del vehículo. Para la prueba modal, una serie de actuadores diseñados para sacudir el cohete se ubican en tres lugares diferentes a lo largo del escenario para imitar los esfuerzos que el cohete soportará durante el lanzamiento y el vuelo. Los ingenieros también usan manualmente un martillo de impulso para probar la grúa araña, que mantiene el escenario en su lugar, para ayudar a establecer una línea de base para cualquier impacto que el banco de pruebas o el hardware externo pueda tener en los datos de prueba de Green Run. Los datos de la prueba modal se utilizarán para verificar los modos de vibración estructural y los parámetros de control de vuelo para el diseño de la etapa central.
Créditos: NASA.

La NASA está reanudando el trabajo en una serie de pruebas para dar vida por primera vez a la etapa central del cohete del Space Launch System (SLS), permitiendo a los ingenieros evaluar la nueva etapa compleja que lanzará la misión lunar Artemis I.

En enero, los ingenieros comenzaron a activar los componentes de la etapa uno por uno durante varios meses a través de una serie de pruebas iniciales y controles funcionales diseñados para identificar cualquier problema. Esas pruebas y controles colectivamente llamados Green Run culminarán en una prueba de fuego replicando el primer vuelo de la etapa.

“Green Run es la prueba y el análisis paso a paso de la nueva etapa del núcleo del cohete SLS que enviará a los astronautas a la Luna”, dijo Richard Sheppard, responsable de prueba de la Carrera Verde SLS Stages del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama “Esta prueba reducirá los riesgos, no solo para el primer vuelo, sino también para la misión Artemis que aterrizará a los astronautas en la Luna en 2024”.

La serie de pruebas Green Run, realizada en el histórico banco de pruebas B-2 en el Centro Espacial Stennis de la NASA cerca de Bay St. Louis, Mississippi, es un esfuerzo de colaboración entre el programa SLS, el equipo de prueba Stennis, el fabricante de la etapa central Boeing y el fabricante de motores Aerojet Rocketdyne El 18 de marzo, el trabajo se suspendió temporalmente en Green Run cuando el Centro Espacial Stennis pasó a la Etapa 4 del Marco de Respuesta de la Agencia en respuesta a un aumento en los casos de COVID-19 en el área cerca de Stennis.


La etapa central masiva para el cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA se encuentra en el banco de pruebas B-2 en el Centro Espacial Stennis de la NASA cerca de Bay St. Louis, Mississippi, para la serie de pruebas Green Run de la etapa central. La NASA y Boeing, el contratista principal de la etapa central, instalaron la etapa en el banco de pruebas en enero de 2020. La serie de pruebas Green Run de la etapa central es un paso importante hacia el lanzamiento seguro de SLS y la nave espacial Orion de la NASA más allá de la órbita de la Tierra hacia la Luna para la agencia para el Programa Artemis. La etapa de cohete de 64 metros de altura, la etapa más grande que la agencia haya producido, contiene los tanques criogénicos de hidrógeno líquido y oxígeno líquido que alimentarán cuatro motores de cohetes RS-25, junto con la aviónica y los ordenadores de vuelo del vehículo. La campaña de prueba integral validará el diseño del escenario central y asegurará que esté listo para la primera y futuras misiones de Artemis a la Luna.
Créditos: NASA.

Antes de pausar las operaciones de prueba, los ingenieros completaron la prueba modal, la primera de las ocho pruebas en la serie Green Run, para comprender las características de vibración de la etapa central. Ahora, el trabajo está comenzando lenta y metódicamente, a medida que los trabajadores regresan para preparar las instalaciones y reanudar las pruebas.

“El equipo conectó la instalación con el cohete a principios de este año, tanto eléctrica como mecánicamente”, dijo Ryan McKibben, director de pruebas de Green Run en Stennis. “Ahora nos estamos preparando para la segunda prueba, que encenderá la aviónica del vehículo y los tres ordenadores que controlan el vuelo del cohete mientras se eleva al espacio”.

La aviónica se distribuye por todo el escenario. Los ingenieros de Marshall diseñaron un software similar al de vuelo para Green Run. Se utilizará un controlador de escenario especial para simular las operaciones del Centro de Control de Lanzamiento que controlarán el lanzamiento real en el Centro Espacial Kennedy en Florida.

“La aviónica de la etapa central junto con el software Green Run han completado con éxito las pruebas en nuestros laboratorios de prueba en Marshall”, dijo Lisa Espy, la líder de aviónica de la etapa central en Marshall. “Estoy emocionado de ver los sistemas de vuelo cobrar vida que controlarán el cohete mientras envía la primera misión de Artemis a la Luna”.

Las pruebas Green Run minimizan el riesgo para la etapa central y garantizan que la etapa satisfaga los objetivos de diseño y valide los modelos de diseño:

  • Prueba 1- Prueba modal: la primera prueba de la serie Green Run, una prueba modal se realizó en enero. Esta prueba utilizó agitadores para impartir fuerzas dinámicas en la etapa suspendida para identificar los modos de flexión primarios de la etapa. La información de la prueba modal ayudará a los ingenieros a verificar los modelos de vehículos necesarios para el funcionamiento de los sistemas de guía, navegación y control del cohete.
  • Prueba 2- Aviónica: la aviónica del cohete, que se distribuye por todo el escenario se activará. Esto incluye no solo ordenadores de vuelo y dispositivos electrónicos que controlan el cohete, sino también aquellos que recopilan datos de vuelo y monitorean la salud general de la etapa central.
  • Prueba 3- Fail-Safe: los ingenieros verificarán todos los sistemas de seguridad que cierran las operaciones durante las pruebas. Para hacer esto, simularán posibles problemas.
  • Prueba 4- Propulsión: Esta será la primera prueba de cada uno de los componentes principales del sistema de propulsión que se conectan a los motores. Las operaciones de comando y control serán verificadas, y la etapa central será verificada por fugas de fluido o gas.
  • Prueba 5- Controles del vector de empuje: Los ingenieros se asegurarán de que el sistema de control del vector de empuje pueda mover los cuatro motores y verificar todos los sistemas hidráulicos relacionados.
  • Prueba 6- Cuenta regresiva: esta prueba simula la cuenta regresiva de lanzamiento, incluidos los procedimientos de abastecimiento de combustible paso a paso. La aviónica de la etapa central se enciende y se simulan la carga y la presurización del propulsor. El equipo de prueba ejercerá y validará la línea de tiempo de la cuenta regresiva y la secuencia de eventos.
  • Prueba 7- Ensayo de vestimenta “mojada”: los ingenieros demostrarán la carga, el control y el drenaje de más de 3 millones de litros de propulsores criogénicos en los dos tanques de prueba y luego devolverán la etapa a una condición segura.
  • Prueba 8: Fuego caliente: los cuatro motores RS-25 de la etapa central funcionarán durante hasta 8 minutos, generando 725 toneladas de empuje, la cantidad de empuje que producen los motores al nivel del mar en la plataforma de lanzamiento en el despegue.

Después de la prueba de fuego caliente, los ingenieros restaurarán la etapa central y la configurarán para su viaje a Kennedy para los preparativos de lanzamiento. La próxima vez que se enciendan los motores RS-25, el SLS se lanzará en un debut épico de Artemis I, el primero de una serie de misiones cada vez más complejas que permitirán la exploración humana a la Luna y Marte.


Créditos: NASA / Kevin O’Brien.