I paracadute delle capsule spaziali sono una parte da progettare con molta attenzione, considerando che vengono utilizzati a velocità estreme, che devono resistere alla pressione e ai forti venti e che ogni minimo errore potrebbe uccidere l’intero equipaggio in fase di atterraggio.
La tecnologia dei paracadute è stata ormai perfezionata in confronto agli schizzi fatti in epoca rinascimentale da Leonardo Da Vinci, risalenti a ben più di 500 anni fa, ma sopratutto dagli anni ’50, periodo in cui l’esercito americano li usò per il programma missilistico.
In uno dei suoi quaderni, Da Vinci descrive i paracadute come una piramide con uno scheletro di pali di legno e una pelle di lino, che potevano proteggere chi si buttava da una grande altezza. Adrian Nicholas, un paracadutista britannico, nel 2000 ha collaudato il progetto di Da Vinci, riuscendo a fluttuare con successo ad un’altezza di circa 2100 metri per ben cinque minuti col paracadute di 85 kg, terminando poi il volo con uno convenzionale.
I progressi dei paracadute sono difficili da ottenere e richiedono dei test fisici approfonditi, perché non si può fabbricarli solo con le simulazioni dei modelli computerizzati, che riescono semplicemente a fare una previsione di come si potrebbero comportare in fase di atterraggio.
Esistono due società che si occupano, per conto della NASA, di fabbricare i paracadute, e sono la SpaceX e la Boeing.Co. Entrambe hanno il compito di perfezionarne la tecnologia, con l’intento di sviluppare e migliorare i veicoli spaziali, progettati per trasportare gli astronauti da e verso la Stazione Spaziale Internazionale.
Entrambe le società lavorano anche sulla questione del rafforzamento delle stringhe dei paracadute, per garantire che riescano a sopportare abbastanza peso. Inoltre, collaborano con Airborne Systems, un produttore di paracadute, che che si occupa sia della progettazione che della produzione.
Il Project Mercury, che mandò nel 1961, il primo astronauta americano nello spazio, basò la progettazione del suo paracadute su quelli utilizzati nel programma missilistico. Il progetto Gemini, suo successore, si spinse un po’ oltre, ideando il paracadute ascensionale, che poi fu abbandonato per tornare alla versione precedente.
La capsula del programma Apollo, progettata per le missioni sulla Luna, introdusse una sfida ancora più ardua. All’inizio la capsula progettata era molto leggera, ma dopo le modifiche apportate a causa dell’incendio fatale dell’Apollo 1, si creò un aumento di peso che fece cambiare il progetto iniziale del paracadute.
I paracadute erano così preziosi per il programma degli Apollo, che solo tre persone nella nazione ne avevano la qualifica per la fabbricazione, ed erano Norma Cretal, Jimmy Calunga e Buzz Corey.
Il loro lavoro era così vitale che non potevano contemporaneamente trovarsi nella stessa vettura, per paura che un possibile incidente automobilistico potesse paralizzare il programma spaziale. Gli ingegneri degli Apollo hanno condotto dozzine di prove di caduta sui paracadute prima del lancio, dando così loro fiducia nel sistema.
La scienza sui paracadute si è sempre basata sulla modellazione informatica, che non può certo catturare tutte le complessità, e come afferma Erik Seedhouse, un assistente professore nelle operazioni di volo spaziale all’Università aeronautica di Embry-Riddle “un flusso d’aria turbolento e dinamico è quasi impossibile da replicare al computer. Le velocità del vento variano a diverse altitudini, la pressione atmosferica può cambiare con un centesimo di secondo, e le sollecitazioni su un paracadute, possono essere imprevedibili. Si penserebbe che con tutta la potenza del calcolo di cui siamo dotati siamo in grado di modellarlo, ma non è così”.
Patricia Sanders, presidente del comitato consultivo per la sicurezza aerospaziale della NASA, spiega che “i modelli ci aiutano, ma si ha bisogno di molti dati per poter confermare che stanno sulla giusta direzione. L’unico modo per comprendere tutte le variabili e eseguire i test nella realtà”.
È grazie ai test che la SpaceX è riuscita ad apprendere che la NASA ha sottovalutato il peso di alcune stringhe del paracadute, scoperta che ha avuto ripercussioni anche sui sistemi di paracadute della Boeing.
SpaceX, per risolvere il problema, ha reso le stringhe del paracadute più robuste, ma ha dovuto utilizzare materiale più sottile per i paracadute per compensare il peso aggiunto. I paracadute potenziati dall’azienda sono riusciti a completare con successo 13 test su 15.
Boeing a dicembre ha lanciato la capsula Starliner verso la stazione spaziale, senza equipaggio a bordo. Il test effettuato, per verificare le capacità della capsula non è andato a buon fine, non riuscendo ad attaccarsi alla stazione spaziale, ma la missione è risultata comunque un successo, concludendosi con l’atterraggio presso la White Sands Missile Range, nel New Mexico, dove è stata testata l’efficacia del sistema di paracadute.
Phil McAlister, direttore dello sviluppo dei voli spaziali commerciali alla NASA, ha spiegato che “Il test di volo è stata una straordinaria opportunità per scoprire se i sistemi avrebbero funzionato nella realtà, visto che fino adesso ci siamo basati solo sui modelli computerizzati”.
La Boeing attualmente sta lavorando con la NASA per comprendere meglio le migliorie da apportare sui paracadute, ma ritiene che sarà necessario fare solo piccole modifiche per soddisfare qualsiasi nuova esigenza.
La società è fiduciosa sui suoi paracadute, e i test hanno dimostrato che funzioneranno in situazioni di emergenza. La Boeing è riuscita a completare con successo 8 test e ne ha programmati altri 3. Barret spiega che “questo è un sistema estremamente importante che deve funzionare affinché l’equipaggio possa tornare sulla Terra in sicurezza, deve essere progettato, sviluppato e testato in maniera estremamente seria”.
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I progressi dei paracadute sono difficili da ottenere e richiedono dei test fisici approfonditi, perché non si può fabbricarli solo con le simulazioni dei modelli computerizzati, che riescono semplicemente a fare una previsione di come si potrebbero comportare in fase di atterraggio.
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