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Veja a NASA mandar um tanque pro espaço

A NASA testou o tanque de combustível do foguete SLS até o limite, mas como a NASA é a NASA, resolveram testar muito além do limite, veja o que aconteceu!

45 semanas atrás

Em 11 de maio de 1963 a Força Aérea dos Estados Unidos estava preparando um foguete Atlas Agena D para lançamento, quando ele sofreu um raro e constrangedor acidente, causando perda total do veículo. Depois de 56, a NASA continua explodindo foguetes, mas dessa vez, de propósito.

No caso do Atlas Agena D, o que aconteceu foi catastroficamente simples e parte de um princípio igualmente simples: foguetes precisam ser leves, muito leves, logicamente isso os torna frágeis. As paredes do módulo de pouso da Apollo eram tão frágeis que poderiam ser furadas com uma caneta, ou um chute bem colocado da bota de Neil Armstrong, se ele fosse aquela franga emotiva do First Men.

Um dos truques usados pelos projetistas do Atlas Agena era usar a própria pressurização do tanque de combustível para gerar estabilidade estrutural (vou até roubar a analogia do Space Review). Do mesmo jeito que se você subir em uma lata de Coca-Cola vazia ela é esmagada, mas cheia, aguenta fácil o peso de um humano normal, não-blogueiro.

Durante os preparativos para o lançamento os tanques estavam pressurizados e o foguete estava nominal, mas uma variação de pressão resultou em um problema conhecido como martelo d´água, desconectando o conector de oxigênio líquido do tanque LOX do primeiro estágio.

Seguindo os procedimentos os engenheiros abriram o suspiro e deixaram a pressão escapar, só que com isso a lata de Coca-Cola foi aberta, a pressão interna caiu a zero (ok, a 1) e o peso do segundo estágio não teve onde se sustentar. Seguiu-se um dos mais constrangedores acidentes desde que o Mercury-Redstone 1 voou por 10 centímetros.

O segundo estágio colapsou o primeiro, que sanfonou num nível que deixaria Luiz Gonzaga impressionado, caindo, rompendo o tanque de Oxigênio E o tanque de RP-1, que é um querosene refinado usado por quase todo mundo como combustível de foguetes.

Murphy, vendo que já havia feito muito naquele dia, deu uma colher de chá e apesar de milhares de litros de combustível espalhados pelo chão, nada pegou fogo. O sistema de controle de incêndio foi acionado, espalhando água pela plataforma, e o resto é recolher os cacos.

Com o desenvolvimento de novas ligas e métodos de construção, esses tanques frágeis demais foram abandonados e regimes de testes ainda mais rigorosos passaram a prever situações ainda mais extremas.

Uma dessas situações é o excesso de pressão, que pode ocorrer quando as válvulas de escape travam, ou combustível/oxidante são aquecidos além do normal. Outro acidente possível é o rompimento de um tanque COPV (Composite overwrapped pressure vessel), pequenos tanques que ficam dentro dos tanques principais, usualmente carregando Hélio, que é usado para manter a pressurização constante e evitar que o vácuo esmague o coitado.

Interior do tanque de oxigênio líquido do Falcon 9 da SpaceX. As coisas redondas no fundo são os tanques COPV levando Hélio líquido.

Interior do tanque de oxigênio líquido do Falcon 9 da SpaceX. As coisas redondas no fundo são os tanques COPV levando Hélio líquido.

Saber como o tanque se comporta em uma situação de pressurização extrema é importante, nem tudo dá pra ser previsto e simulado com precisão. O bom e velho experimento prático é essencial, mesmo quando resulta em algo assim:

Esse é o primeiro estágio/tanque principal do SLS - Space Launch System, o foguete atrasado / superfaturado que a NASA quer usar para substituir o ônibus espacial. Esse estágio é fortemente derivado do tanque de combustível do Shuttle, são 65 metros de comprimento, 8,4 metros de diâmetro e 979 toneladas, a maior parte delas Hidrogênio e Oxigênio.

Todo projeto tem uma certa margem de tolerância, um elevador com capacidade de 500 kg não despenca se você colocar 501 kg dentro dele, uma viga estrutural especificada para 1.500 kg vai ser projetada para suportar pelo menos 2.000 kg, pois o engenheiro, ao contrário do arquiteto, sabe que o peão não vai se preocupar em fazer as contas do peso do caminhão antes de atravessar a ponte.

O nome dessa técnica é Fator de Encagaçamento e quanto mais visado o projeto, maior ele é.

Nada demonstra melhor essa característica dos engenheiros do que uma cena no episódio Relics (S06E04) de Star Trek: A Nova Geração, quando Scotty vai parar na Enterprise de Picard e acaba tendo que consertar uma nave antiga, junto com LaForge.

Geordi reclama que eles não podem usar um determinado tanque, pois iriam exceder as especificações. Scotty responde:

"Regulamentação 42/15 - Variações de pressão em tanques de armazenamento IRC? Esqueça. Eu escrevi essa documentação. Um bom engenheiro é sempre um pouco conservador, ao menos no papel".

O projeto do tanque do SLS não foi diferente. Ele tem uma especificação de uso e um limite máximo. O bom-senso diz que se o tanque for pressurizado até esse limite máximo e sobreviver, está aprovado, mas a NASA é nazista (dsclp) com a questão de segurança. Por isso não basta que o tanque sobreviva ao limite máximo para o qual foi projetado. Eles querem saber como e quando ele atingirá seu limite real.

O resultado foi o tanque do SLS sendo pressurizado mais e mais, ultrapassando todos os limites e resistindo, o maldito. Ele só foi ceder depois que a pressão interna atingiu 260% do projetado. Não 100%, não 150%. Bateu 260%, mantendo todas as restrições de peso e materiais especificadas no projeto.

E sim, claro que temos um vídeo do teste. E não, a NASA não usou Hidrogênio e Oxigênio para pressurizar o tanque.

Ah sim, remova seu headphone antes de assistir.

O SLS é caro demais (+US$ 1 bilhão por lançamento) e está super atrasado, mas isso não significa que seja um foguete ruim. Ele é grandioso, mais poderoso que um Saturno V e o teste foi perfeito. Não caia nos clickbaits chamando de fracasso ou dizendo que o foguete "explodiu", dando a entender que algo deu errado.

O caminho para o espaço é árduo e pavimentado com a vida de pioneiros, o mínimo que podemos fazer é minimizar o número de vidas perdidas, e testes como esse, e controles de qualidade como o da NASA são o caminho.

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