Quando o SpaceX Crew Dragon atracou na Estação Espacial Internacional durante a missão Demo-2, foi um dia histórico para a NASA e nossa nação, quando devolvemos o lançamento de astronautas americanos em foguetes americanos, de solo americano ao laboratório em órbita. Quando o Crew Dragon se aproximou da estação espacial, uma coisa pode ter passado despercebida - um selo de borracha estreito que desempenha um papel crítico na conexão segura do Crew Dragon com a nossa casa no espaço.
Nós conversamos com Pat Dunlap e Bruce Steinetz, que lideraram os esforços no Centro de Pesquisa Glenn da NASA em Cleveland para desenvolver um selo novo e robusto para o Commercial Crew Program (CCP) e outras espaçonaves futuras.
Você pode nos contar um pouco da história do desenvolvimento do selo que antecedeu sua seleção para o Programa de Tripulação Comercial?
Bruce: O Johnson Space Center (JSC) da NASA se aproximou de nós há pouco mais de 15 anos, solicitando nossa experiência para ajudar a desenvolver um novo selo para o que se tornaria o Sistema de Dock da NASA (NDS). Este sistema é compatível com o International Docking System Standard (IDSS) e tornou-se um projeto padrão para futuras naves espaciais americanas ou internacionais (por exemplo, ESA (Agência Espacial Europeia) e Agência Espacial Japonesa) para atracar na estação espacial, apoiando a frota internacional do laboratório.
Desenvolvemos vários projetos do selo do sistema de ancoragem para a JSC e desenvolvemos hardware de teste em escala real para avaliar os vedantes sob condições operacionais representativas. Eventualmente, à medida que amadurecemos nosso projeto, trabalhamos em equipe com a Boeing, a principal contratada do NDS, para avaliar o selo final.
Por que esses selos de ancoragem são importantes?
Pat: Essas vedações evitam que o ar respirável escape através da conexão entre a nave espacial visitante e a estação. Essa conexão é uma interface estrutural um tanto dinâmica e altamente carregada, e os selos devem ter um desempenho perfeito durante a abordagem de acoplamento e enquanto estiverem acoplados ao ISS. Como eles estão orbitando mais de 250 milhas acima, e a espaçonave visitante pode ficar ancorada meses a fio, é essencial que os selos tenham vazamento muito baixo para minimizar a quantidade de ar de suprimento necessário para manter a pressão da cabine no laboratório .
O selo que desenvolvemos tem pouco mais de um metro e meio de diâmetro, o que é grande o suficiente para permitir que a tripulação e alguma carga sejam transferidas da nave espacial visitante para a estação. A vedação possui duas superfícies ou interfaces de vedação redundantes e precisava ser estreita o suficiente para caber no espaço limitado disponível na interface de encaixe. Também precisava ser forte e resistente para suportar o ambiente extremo do espaço. Por meio de testes de desenvolvimento no solo, pudemos provar que nosso projeto vazava menos ar por dia do que o que encheria uma lata de refrigerante padrão (cerca de 330 ml). Essa é uma taxa de vazamento realmente baixa para um selo desse tamanho que também precisa sobreviver ao ambiente desafiador do espaço.
Quais foram alguns dos desafios de design de selo que tiveram que ser abordados?
Pat: Tivemos que avaliar o selo em todas as condições possíveis - ambientais e mecânicas - que ele experimentaria durante o vôo. Também tivemos que procurar a reutilização.
Optamos por fazer a vedação em silicone, um material semelhante a borracha que pode suportar as temperaturas extremas experimentadas no espaço. Ele também teve que sobreviver à exposição a raios ultravioletas prejudiciais que são mais graves em órbita do que no solo, sem que a taxa de vazamento aumente significativamente. O material da vedação também não pode ser excessivamente pegajoso, para não aderir à superfície de vedação de metal no lado da estação da conexão.
Testamos várias versões menores de diferentes designs primeiro para garantir que eles atendessem a todos os requisitos antes de testar versões em larga escala do design final do selo para o sistema de ancoragem. Antes do voo com a SpaceX, também testamos pequenos selos protótipos no espaço, incluindo alguns que estavam na estação por mais de 18 meses. Esses protótipos foram expostos ao ambiente hostil do espaço e foram trazidos de volta para testes adicionais.
Como você trabalhou com a SpaceX para usar este selo?
Bruce: A equipe da SpaceX desenvolveu seu próprio sistema de encaixe para o Crew Dragon, mas precisava ser compatível com os sistemas de encaixe na estação. Eles trabalharam com os nossos homólogos no JSC para se certificar de t ele sistema funcionou com o padrão de interface e usado algum do hardware NDS original, incluindo o nosso selo de encaixe. O selo foi lançado no espaço em março de 2019 na missão Demo-1 da SpaceX, durante a qual funcionou bem.
Quem mais trabalhou nisso com a NASA Glenn?
Bruce: Trabalhamos com muitos parceiros de destaque nesse projeto nos últimos 15 anos, com o apoio da JSC. Trabalhamos localmente em Cleveland e em torno de Ohio com o parceiro comercial Vantage Partners, LLC., Que deu suporte às fases de projeto de detalhes e desenvolvimento de hardware de teste.
Também tivemos grandes contribuições da Universidade de Akron, da Universidade de Toledo e do Instituto Aeroespacial de Ohio. Esses membros da equipe foram fundamentais na formulação do conceito e no desenvolvimento e teste de materiais e selos candidatos.
Selecionamos a divisão de sistemas de vedação composta da Parker Hannifin em San Diego para fabricar os selos para a NASA e nossos parceiros de voos espaciais. Vale ressaltar que foi fornecido financiamento suficiente à Parker, o que lhes permitiu adquirir uma prensa grande para moldar o selo em uma operação. Essa abordagem eliminou as juntas na vedação que eram problemáticas durante o desenvolvimento de vedações anteriores da estação espacial.
Como é ver algo em que você trabalhou por tanto tempo finalmente ser usado durante uma missão histórica como o SpaceX Demo-2?
Bruce: É emocionante ver todo o trabalho árduo de nossa equipe ser recompensado e contribuir para uma missão tão histórica! Como um dos centros de pesquisa da agência, a NASA Glenn muitas vezes tem a oportunidade de trabalhar em tecnologias avançadas, mas muitas delas não são selecionadas para o voo. Esse é um daqueles momentos muito felizes em que tivemos uma boa idéia e pudemos realizá-lo pelas muitas voltas e reviravoltas do processo de desenvolvimento e vê-lo voar e se tornar a lista de equipamentos padrão para voos futuros.
Pat: Tive a sorte de, durante minha carreira na NASA, trabalhar em vários projetos nos quais o selo que desenvolvemos realmente acabou voando. É sempre gratificante ver algo em que você trabalhou ajuda a contribuir para o sucesso de uma missão como essa.
O que vem a seguir para sua equipe?
Pat: Planejamos continuar trabalhando com a SpaceX e o PCC para garantir que o selo funcione bem para as próximas missões, inclusive para a espaçonave CST-100 Starliner da Boeing. As futuras missões Artemis na espaçonave Orion usarão o Sistema de Ancoragem da NASA, e os sistemas de pouso humano para o programa Artemis também estão pensando em usá-lo quando desembarcarem a primeira mulher e o próximo homem na Lua.
Com isso em mente, também estamos iniciando um novo projeto para avaliar os efeitos da poeira lunar no desempenho das vedações e trabalhando em maneiras de tornar as vedações mais tolerantes à poeira. Estamos empolgados com o fato de nosso selo ajudar a habilitar todas essas missões futuras!
Imagem superior: Os selos desenvolvidos pelo Glenn Research Center da NASA e seus muitos parceiros para o Sistema de encaixe da NASA podem ser vistos em 31 de maio de 202.
Compilado por Jimi Russell
Fonte: NASA / 03-08-2020
https://www.nasa.gov/feature/glenn/2020/sealed-with-care-a-qa
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page:
http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page:
http://livroseducacionais.blogspot.com.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário