Retroscena

Heidi decolla – Svizzera, nazione spaziale, episodio 3

Martin Jud
18.03.2020
Traduzione: Leandra Amato

Il razzo HEIDI si trova nel deserto: inizia il conto alla rovescia. Segue un rumore assordante, accompagnato da esultanza. Brividi! Il motore accelera a quasi 1000 km/h. Forze incredibili agiscono sull'oggetto volante. Poi il paracadute si apre e dopo meno di tre minuti, il touchdown si trasforma in estasi.

Con il primo razzo TELL, la l’iniziativa accademica aerospaziale svizzera (ARIS) ha già vinto un premio per il design degli aerofreni nella più grande competizione di ingegneria per la costruzione di razzi – la Spaceport America Cup. Il volo però è stato un completo flop.

  • Retroscena

    Tell decolla– Svizzera, nazione spaziale, episodio 1

    di Martin Jud

Tuttavia, gli sforzi non sono stati vani, perché gli studenti dietro l'iniziativa spaziale utilizzano le conoscenze acquisite per migliorare tutto. Il secondo razzo HEIDI viene completato nel marzo 2019.

Se vuoi sapere cos'è HEIDI e come si attua un nuovo progetto missilistico, leggi il secondo episodio:

  • Retroscena

    Ecco cosa si cela in Heidi – Svizzera, nazione spaziale, episodio 2

    di Martin Jud

HEIDI nella galleria aerodinamica di Formula 1 e il suo primo volo di prova

Finalmente è arrivato! HEIDI è pronto per i primi test, il che significa molto stress. Paul, che mi ha raccontato il progetto da un punto di vista personale, spiega: «L'ultima settimana di marzo è stata davvero dura. Erano previsti i primi test missilistici e lunedì abbiamo incollato gli ultimi tubi. Purtroppo abbiamo scoperto in seguito di aver lavorato in modo poco pulito. Alcune parti non volevano proprio stare insieme».

La squadra decide quindi di fare un turno di notte. Tagliano il materiale in eccesso su misura, carteggiano e incollano di nuovo. Verso l'una del mattino l'esercitazione antincendio è terminata. Qualche ora dopo, alle cinque, sono di nuovo al lavoro.

«È stato necessario, perché mercoledì pomeriggio era previsto un test nella galleria aerodinamica alla Sauber e le parti di razzo appena incollate dovevano essere messe in forno il più velocemente possibile in modo da indurirsi entro il giorno successivo».

Il primo montaggio del razzo avviene davanti alla galleria aerodinamica Sauber.
Il primo montaggio del razzo avviene davanti alla galleria aerodinamica Sauber.
Foto: ARIS

Mercoledì, il primo montaggio di tutte le parti del razzo ha luogo direttamente davanti alla galleria aerodinamica Sauber:

«Eravamo molto nervosi perché è successo tutto all'ultimo minuto, ma nell’assemblaggio non abbiamo avuto problemi. HEIDI è stato poi montato nella galleria aerodinamica di Sauber. Sono seguite tre ore, durante le quali gli aerofreni sono stati ripetutamente allungati e ritratti. Abbiamo misurato la resistenza aerodinamica generata dai pannelli dispiegati e il comportamento del razzo a diverse angolazioni della corrente d’aria».

Foto: Maxon Motor
Foto: Maxon Motor

Dopo i test nella galleria aerodinamica, i dati raccolti vengono trasferiti ad una simulazione del futuro volo. Da ciò si possono trarre nuove conclusioni, che alla fine confluiscono direttamente nell'algoritmo di controllo del razzo.

Paul e i suoi colleghi non hanno tempo per riprendere fiato. Dopo la galleria aerodinamica rimangono due giorni per i preparativi del primo volo di prova del razzo. Questo ha luogo nel Cantone del Giura, che non è del tutto ideale dal punto di vista organizzativo. Infatti, in Svizzera vigono regolamenti severi. Tra le altre cose è necessario un campo che sia il doppio dell’altezza di volo.

Come si può vedere nel video, il test va bene. I paracadute si aprono come previsto. Solo gli studenti soffrono un po’ perché nessuno ha pensato di portare con sé tende ombreggianti. Il primo vero giorno di sole dell'anno lascia molti volti raggianti e... scottati.

Nel deserto del New Mexico

Dopo i test, il team ha circa due mesi e mezzo di tempo per ottimizzare il razzo e prepararsi per la Spaceport America Cup. Tra le altre cose, deve essere organizzato anche il trasporto dei pezzi verso gli Stati Uniti. Per evitare problemi con la dogana, il motore viene acquistato negli USA e consegnato direttamente in New Mexico.

Qui si svolge la Spaceport America Cup.
Qui si svolge la Spaceport America Cup.

Poi finalmente si parte: la squadra si reca a El Paso la notte del 15 giugno 2019, noleggia delle auto e si reca ai margini del deserto, a Las Cruces, un luogo composto da ristoranti fast food e un centro commerciale. A parte i lanci di razzi, che avvengono qualche chilometro più avanti nel deserto, è qui che succede tutto. Il ricevimento e la cerimonia di premiazione hanno luogo qui. Inoltre, tutti i team possono presentare i loro progetti in una grande sala e spiegarli. Ci sono anche dibattiti – il networking è importante in questa competizione quasi quanto gli sport missilistici.

Il team strutturale che assembla i singoli elementi di HEIDI.
Il team strutturale che assembla i singoli elementi di HEIDI.
Foto: ARIS

In loco, la domenica, gli studenti assemblano il razzo e controllano poi tutti i sistemi. Prestano particolare attenzione ai componenti più integrali, testando il sistema di recupero e gli aerofreni. I test continuano fino a martedì mattina. Per essere sicuri, durante questo periodo, gli studenti si recano anche nel deserto per provare l’assemblaggio a più di 40 °C. Questo dimostra che la dilatazione termica delle parti non è troppo forte e che tutto si adatta perfettamente.

Il martedì pomeriggio segue un giro di domande con i giudici di gara e un controllo critico di sicurezza di tutte le parti – superato al primo tentativo. Questo spiana la strada a HEIDI e dà agli studenti fino a sabato per completare il loro razzo. Per HEIDI, è stato preso in considerazione uno slot di partenza mercoledì.

Il campo nel deserto è composto da tre padiglioni: due per il razzo e la sua tecnologia, uno per il cibo.
Il campo nel deserto è composto da tre padiglioni: due per il razzo e la sua tecnologia, uno per il cibo.
Foto: ARIS

Poi tutto si svolge rapidamente. Martedì si continua a simulare e testare fino a notte fonda. Dopo qualche ora di sonno, mercoledì, alle quattro del mattino gli studenti partono per il deserto Con loro hanno tutto l'equipaggiamento, il razzo, tre padiglioni, cibo e acqua a sufficienza per bere da sei a otto litri al giorno. Affinché nessuno dimentichi di bere, l'addetto alla sicurezza viene nominato «mastro dell’abbeveraggio» . Da quel momento in poi, ogni 15 minuti, ricorda a squarciagola a tutti i suoi colleghi di bere.

Seguono l'allestimento del campo e il montaggio del razzo, ma ancora senza motore. Il razzo sarà pronto all'una. Proprio come gli studenti stanchi e un po' ipoglicemici. I nervi sono a pezzi, nessuno riesce a pensare correttamente dopo tutti gli strapazzi in condizioni di caldo estremo. Alcuni fanno anche un pisolino su una sedia da campeggio.

Improvvisamente si alza un forte vento termico e la squadra decide di rimandare la partenza a giovedì. Così, la maggior parte della squadra torna a Las Cruces la sera per dormire almeno qualche ora prima del gran giorno. Nel frattempo, un team progetto passa la notte sulle brande del campo nel deserto a guardia del razzo.

HEIDI e gli studenti devono sopportare oltre 40 °C nel deserto del New Mexico – di notte la temperatura scende a 15 °C.
HEIDI e gli studenti devono sopportare oltre 40 °C nel deserto del New Mexico – di notte la temperatura scende a 15 °C.
Foto: ARIS

Il grande giorno di HEIDI

Il giorno del lancio del razzo ricomincia nel cuore della notte. Alle due, la squadra si alza, perché alle cinque vuole fare il (secondo) controllo di sicurezza obbligatorio prima del volo.

Dopo un'ora e mezza di viaggio verso il campo, la squadra sottopone il razzo a un altro controllo visivo. Poi installa il motore e cerca il team addetto alla sicurezza della Spaceport America Cup. Alle cinque e mezza, il team ARIS riceve il via libera. Ora HEIDI può partire. Il razzo viene caricato su un piccolo furgone e guidato fino alla rampa di lancio.

Finalmente: HEIDI verso la rampa di lancio.
Finalmente: HEIDI verso la rampa di lancio.
Foto: ARIS

Voglio sapere da Paul come ha vissuto le ultime ore prima dell'inizio:

«Quel giorno, il tempo non esisteva più. Dieci minuti sembravano due ore. Oggi non saprei dirti quanto tempo ci è voluto. Quando hai lavorato così a lungo per arrivare a un preciso momento, il mondo, quando arriva questo momento, ti sembra estremamente irreale. Ma poco prima delle dieci era ora e finalmente toccava a noi».

Paul se ne occupa personalmente. Solo poco prima dell’inizio, il suo collega ingegnere di sistema decide di seguire lo spettacolo il più vicino possibile. In realtà, questo ingegnere avrebbe avuto l'onore di premere il pulsante di avviamento da qualche centinaio di metri di distanza. Un onore che ora passa a Paul. Un momento indimenticabile:

«Se ci penso, mi viene ancora la pelle d'oca. Ero in piedi nella torre di partenza e riuscivo a malapena a funzionare a causa di tutta quella tensione. Tutto sembrava surreale e non sono nemmeno riuscito a girare la chiave per il tappo del pulsante di avvio. Fortunatamente, sono stato sostenuto dal responsabile di lancio della competizione. Quando è iniziato il conto alla rovescia per HEIDI e ho premuto il pulsante, ho sentito il potente suono del motore di HEIDI anche nello stomaco. Ero semplicemente felicissimo.

HEIDI vola come sperato e la squadra ha tre buoni motivi per gioire durante il volo: lancio riuscito, apertura del paracadute principale e touchdown. Anche se nessuno sa esattamente la performance di HEIDI nella classifica generale, nessuno può contenere la gioia. Dopo mesi di lavoro, tutta la tensione si allenta: la squadra esulta.

La squadra di recupero riprende HEIDI intatto.
La squadra di recupero riprende HEIDI intatto.
Foto: ARIS

La felicità del team ARIS: HEIDI si aggiudica il secondo posto

L'analisi del volo mostra che HEIDI ha mancato il bersaglio a 3048 metri (10 000 piedi) del sette per cento. Il motore è stato l'otto per cento più debole del previsto. Inoltre, le forze di accelerazione sono state 2 g più forti del previsto.

Ecco come si è comportato HEIDI.
Ecco come si è comportato HEIDI.

Davvero un buon risultato. Nella classifica generale della competizione, il volo può essere utilizzato per raccogliere poco più di un terzo del numero totale di punti. Due giorni dopo, alla cerimonia di premiazione, il team ARIS scopre quanto è andato bene il tutto. Gli studenti svizzeri hanno ottenuto 268 punti su 350 per il volo di HEIDI. I punti rimanenti vengono assegnati per l'ingegneria, la documentazione tecnologica e il sistema di recupero.

Punti ricevutiPunti possibili
Apogee268350
Documentation255260
Enineering237240
Recovery150150
Bonus100150
Totale10101150

Anche la presentazione della squadra è inclusa nella valutazione. Grazie allo standard cubesat utilizzato e al lancio anticipato del razzo di giovedì, la squadra ottiene anche 100 punti bonus. Questo pone HEIDI al secondo posto tra gli oltre 50 concorrenti di questa categoria. In tutte le categorie, la squadra ARIS si piazza al quarto posto su 122 squadre.

Immagine: spaceportamericacup.com
Immagine: spaceportamericacup.com

Bravi!

Prossimamente: primo razzo supersonico ARIS

Il team ARIS ha raccolto molti allori. Ma non è momento di riposare. Il prossimo razzo è già sui blocchi di partenza. Tuttavia, gli studenti vogliono puntare ancora più in alto. Quindi il razzo, nominato EULER, deve raggiungere il triplo della sua altezza nel giugno 2020. Siamo curiosi di vedere se riuscirà a rompere la barriera del suono e volare esattamente a 9144 metri (30 000 piedi).

Puoi trovare maggiori informazioni sul razzo supersonico EULER qui.

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La mia musa ispiratrice si trova ovunque. Quando non la trovo, mi lascio ispirare dai miei sogni. La vita può essere vissuta anche sognando a occhi aperti.


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