Il disastro del Proton dovuto a un difetto passato inosservato per 50 anni

Un Proton-M della International Launch Services (ILS).
Il guasto che poche settimane fa ha abbattuto un razzo Proton sopra i cieli della Russia è stato causato da un difetto di progettazione passato inosservato per quasi cinquant'anni: questa è la scioccante conclusione a cui è giunta la commissione d'inchiesta istituita per investigare sulle cause dell'incidente. Il razzo Proton-M era decollato dal cosmodromo kazako di Baikonur il 16 Maggio, con l'obiettivo di portare in orbita il satellite messicano MexSat-1. Purtroppo, verso la fine della fase di ascesa, il terzo stadio si era spento prematuramente, portando il veicolo di lancio e il satellite a schiantarsi a 3400 chilometri di distanza, in territorio russo.
Il razzo era decollato seguendo un profilo di volo del tutto nominale, cavalcando i 1657 kN di spinta generati da ciascuno dei sei motori RD-275M del primo stadio. Poi, due minuti dopo il lancio, il testimone era passato nelle mani dei quattro motori da 599 kN l'uno del secondo stadio, che sono rimasti accesi per poco meno di tre minuti e mezzo. Cinque minuti e 24 secondi nel volo, il motore vernier RD-0214 del terzo stadio si è acceso, seguito tre secondi dopo dallo spegnimento del secondo stadio, dall'accensione del sistema pirotecnico di separazione e dal distacco del secondo stadio dal terzo. Subito dopo, il motore RD-0213 da 583 kN del terzo stadio si è acceso, in quella che sarebbe dovuta essere una manovra di quattro minuti.
Purtroppo, la manovra del terzo stadio è durata meno di tre minuti: a 8 minuti e 17 secondi dal lancio, il computer di bordo ha comandato lo spegnimento del motore in seguito all'identificazione di un'emergenza. Il motore RD-0213 del terzo stadio si è spento a 160 chilometri di quota, portando il veicolo a rientrare e disintegrarsi quasi del tutto nell'atmosfera terrestre, a sudest del Lago Bajkal.
Per fortuna, gli investigatori hanno avuto a disposizione una grande quantità di dati, e hanno così potuto risalire alla causa scatenante, cioè il motore di controllo dell'assetto del terzo stadio, l'RD-0214. A quanto pare, il motore è stato reso instabile dalle eccessive vibrazioni causate da uno squilibrio nei condotti della turbina della turbopompa del motore, a sua volta dovuto all'impiego di materiali non adatti alle temperature a cui sono stati esposti durante il volo.
Come misure correttive, gli investigatori hanno indicato la sostituzione del materiale di rivestimento della turbina, la sostituzione del meccanismo di bilanciamento del rotore e una rivalutazione completa dell'intero sistema, e in particolare del punto di aggancio tra il motore vernier e l'ossatura del motore principale.
La commissione ha collegato questo incidente ad altri due che hanno coinvolto il Proton, uno risalente al 1988 e l'altro al Maggio 2014, entrambi fatali per i satelliti a bordo. In entrambi i casi, però, la causa non era stata identificata a causa della mancanza dei sensori su tutto il motore (nel caso del 1988) o sulla turbopompa dell'RD-0214 (nel caso dell'anno scorso).
L'RD-0214 debuttò nel 1967 ed è costituito da un'unica turbopompa che alimenta tutte e quattro le camere di combustione. Il gas proveniente dal generatore, dopo aver attraversato le turbine, viene usato per pressurizzare i serbatoi. Le camere di pressione, che operano a una pressione di 53 bar, possono essere inclinate fino a 45 gradi per consentire un controllo su tutti e tre gli assi. Nel piano di volo nominale del Proton-M, l'RD-0214 si accende tre secondi prima della separazione del secondo stadio e continua fino a 11 secondi dopo lo spegnimento del motore principale del terzo stadio.
Le storiche ditte costruttrici del Proton, la Khrunichev e la Voronezh, dovranno richiedere accesso a tutti i Proton attualmente in costruzione per apporre le modifiche. Un comunicato con la tabella di marcia del rientro in servizio del Proton dovrebbe arrivare entro la fine di Giugno.
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