Thread by @a_a_f_t

Pensieri di uno specialista in test di satelliti: un thread.

Quando durante il test di un veicolo spaziale si rompe qualcosa, vuol dire che i progettisti sono degli incompetenti?

Risposta breve: assolutamente NO. (1/16)

Al contrario per esempio delle automobili, delle navi e degli aerei, i satelliti non possono ricevere manutenzione durante tutta la loro vita operativa (oppure, come succede per la Stazione Spaziale, possono farlo solo con attività extraveicolari degli astronauti, (2/16)

a costi proibitivi e con grosse limitazioni).
Questo significa che i satelliti devono essere progettati e costruiti in modo da ridurre al minimo la probabilità di guasti catastrofici: ci sono dei requisiti specifici chiamati Loss Of Mission (Probability),

(3/16)

che devono avere un valore inferiore per esempio a 1 su 50 o 1 su 100. Può sembrare un numero poco impegnativo, ma poiché le probabilità di eventi indipendenti si moltiplicano tra loro, implica che ogni singolo componente del veicolo deve avere un'affidabilità altissima. (4/16)

Il problema è che i satelliti sono sistemi complessi, composti da decine di migliaia di parti diverse, e vivono in un ambiente estremamente ostile a causa delle radiazioni e delle escursioni di calore non schermate dall'atmosfera.

(5/16)

Perciò è MATEMATICAMENTE IMPOSSIBILE prevedere al computer tutti i guasti che possono avvenire, non importa quanto grande sia la potenza di calcolo.
L'unica soluzione pratica è quella di collaudare i satelliti, in condizioni il più possibile simili a quelle di volo, (6/16)

simulando tutte le operazioni più critiche che possono avvenire, in modo da identificare a terra i possibili problemi e correggerli prima del lancio.
Perciò, quando emerge un problema durante il test di un satellite, questa è in linea generale una BUONA notizia, (7/16)

perché l'abbiamo trovato in tempo per rimediare e di evitare che lo stesso problema si presenti in volo, quando potrebbe essere irreparabile.
I test, soprattutto quelli più complessi come il cosiddetto termovuoto, sono fatti apposta per individuare i problemi e risolverli: (8/16)

è assolutamente NORMALE incontrare anomalie più o meno gravi e metterle a posto prima della campagna di lancio. Non succede MAI che un satellite degno di questo nome faccia la campagna di test senza incontrare un buon numero di difetti, anomalie e guasti da correggere. (9/16)

L'alternativa a fare la campagna di test è quella di lanciare dei veicoli spaziali "a perdere" da collaudare direttamente durante il volo, se il lancio è abbastanza economico e il probabile fallimento non comporta contraccolpi di immagine: (10/16)

era il caso dei primi satelliti russi all'epoca di Korolev, che poteva contare su molti di lanciatori di origine militare e sulla segretezza delle operazioni, e di alcuni veicoli di SpaceX, che ha operazioni di lancio molto economiche e un'opinione pubblica favorevole. (11/16)

La NASA e l'ESA, d'altra parte, non potrebbero permettersi né dal punto di vista economico né da quello dell'immagine dei lanci di prova potenzialmente fallimentari, con un'opinione pubblica sempre pronta a stigmatizzare fallimenti e spreco di denaro. (12/16)

Per la maggior parte dei satelliti, le campagne di test sono necessarie, sono una delle fasi più importanti dello sviluppo, e devono essere realizzate con attenzione e intelligenza: (13/16)

almeno sui satelliti scientifici e di esplorazione spaziale non si può limitare a seguire una routine, ma ogni volta bisogna ragionare su quali problemi potrebbe incontrare il veicolo spaziale e progettare il test di conseguenza, restando dentro i vincoli di budget. (14/16)

La campagna di test spaziali più complessa della storia è stata probabilmente quella del telescopio spaziale James Webb, il successore di Hubble, che ha richiesto molti anni, l'impegno di centinaia di persone e alcune imprese spettacolari come un test durato tre mesi (15/16)

in una grande camera a vuoto raffreddata a elio liquido, annidata come una matrioska in una gigantesca camera a vuoto ad azoto liquido originariamente costruita per impianti nucleari, il tutto mentre all'esterno impazzavano un uragano, piogge torrenziali e alluvioni.
(16 - fine)