La NASA se prepara para completar las pruebas estructurales del cohete Artemis SLS.


La prueba estructural del tanque de oxígeno líquido, que se muestra aquí, para la etapa central del cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA fue el último elemento de prueba cargado en el banco de pruebas el 10 de julio de 2019. El tanque de oxígeno líquido es uno de los dos tanques propulsores del cohete, etapa central que producirá más de 1 millones de kilogramos de empuje para ayudar a lanzar Artemis I, el primer vuelo de SLS y la nave espacial Orion de la NASA, a la Luna. Ahora, el tanque se someterá a la prueba final completando una campaña de prueba estructural de tres años en el Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama. Las pruebas realizadas durante esta campaña colocan las estructuras del cohete desde la parte superior de la etapa superior, hasta la parte inferior de la etapa central, a través de pruebas extenuantes que simulan las fuerzas que experimentará el cohete durante el lanzamiento y el vuelo. Los cuatro elementos de prueba estructural de la etapa central fueron fabricados en la Instalación de Ensamblaje Michoud de la NASA en Nueva Orleans y entregados por la barcaza Pegasus de la NASA a Marshall.
Créditos: NASA / Tyler Martin.

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 NASA en Huntsville, Alabama.

En nombre de la ciencia, los ingenieros intentarán romper un elemento de prueba estructural del tanque. 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 Artemis a la Luna. El tanque está encerrado en una estructura similar a una jaula que forma parte del banco de pruebas. Los sistemas hidráulicos aplicarán millones de kilos de fuerza para empujar, tirar y doblar el elemento 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 falla nos da 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 hoy en la Tierra nos proporcionará datos valiosos para volar SLS de manera segura y eficiente en las misiones de Artemis 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 los micrófonos de alta velocidad capturan cada momento para identificar pandeo o grietas en la pared del tanque cilíndrico. Esta prueba final aplicará fuerzas controladas más fuertes de lo que los ingenieros esperan que el tanque aguante durante el vuelo, similar a la prueba que rompió el tanque de hidrógeno líquido y creó ruido perceptible 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 sus extremos para ayudar a garantizar que el cohete esté listo para las misiones lunares de Artemis. 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 etapa Orion y el adaptador de 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 Artemis 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 colapso.

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 la prueba de referencia y ahora concluirá la prueba de la etapa central con la próxima prueba para encontrar el punto de falla del tanque.

“Las pruebas de oxígeno líquido y las otras pruebas para encontrar el punto de falla 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 humano son parte de la columna vertebral de la NASA para la exploración del espacio profundo. El programa Artemis es el siguiente paso en la exploración espacial humana. Es parte del enfoque más amplio de exploración de la Luna a Marte de Estados Unidos, en el que los astronautas explorarán la Luna y ganarán experiencia para permitir el próximo salto gigante de la humanidad, enviando humanos a Marte.