Quando gli astronauti viaggeranno verso un asteroide o verso Marte dovranno poter godere di un bel panorama. Per questo motivo, gli ingegneri che stanno lavorando alla nuova capsula Orion, che donerà nuovamente agli Stati Uniti completa indipendenza nell'esplorazione spaziale, stanno riprogettando gli oblò in modo che siano strutturalmente validi, più leggeri e quindi meno costosi ed allo stesso tempo garantiscano una vista ad alta definizione.
Fino ad ora, sullo Space Shuttle o sulla Stazione Spaziale Internazionale, i finestrini sono stati realizzati con lastre di vetro.
"I vetri delle aperture sono stati da sempre parte integrante della scocca per mantenere in pressione la cabina ed in vita gli astronauti ed hanno anche fornito loro protezione termica durante il rientro in atmosfera", ha detto Lynda Estes, responsabile del sottosistema al Johnson Space Center della NASA a Houston. "Ma la cosa insidiosa sul vetro è che si tratta di un materiale strutturalmente povero. Se sottoposto a carichi, perde resistenza nel corso del tempo e se avviene un urto, la sua resistenza diminuisce drammaticamente. E il volo spaziale avviene in un ambiente che purtroppo può generare queste vulnerabilità".
Quindi, dato che il vetro non può essere di certo classificato come materiale ideale per una navicella spaziale, gli ingegneri sono andati alla ricerca di un'idea migliore.
Durante le prime fasi di progettazione della Orion, era stato preso in considerazione il policarbonato che tuttavia non ha qualità ottiche idonee. E' da tener presente, infatti, che qualsiasi componente viene posto tra il soggetto e l'hardware di ripresa, diventa un elemento ottico a tutti gli effetti, per il quale bisognar tener conto del parallelismo tra i piani, dell'omogeneità, dell'indice di rifrazione e così via. Il team, perciò, ha selezionato delle lastre acriliche, le stesse utilizzate dai grandi acquari, in grado di sopportare la spinta generata dall'acqua al loro interno e l'afflusso dei visitatori dall'esterno, che spesso si appoggiano insistentemente. Tale materiale offre una vista chiara ed una robustezza intrinseca che può essere quantificata.
Attualmente Orion ha quattro finestrini sul cono, ciascuno formato da tre lastre, ed altri supplementari verranno integrati sul portellone di attracco e sul portello laterale che verrà utilizzato dall'equipaggio. Le lastre acriliche hanno volato durante il primo volo di prova dell'Orion a dicembre 2014 e gli ingegneri hanno testato ulteriormente l'integrità termica quest'anno per determinare se Orion potrà avere dei finestrini formati da una lastra di vetro e due pannelli acrilici.
Immagine in infrarosso del modulo Orion, galleggiante in acqua a largo di San Diego, dopo il volo di test di dicembre 2014.
Credit: NASA
Nei prossimi mesi Estes e il suo team metteranno nuovamente alla prova le lastre con un " creep test", valutando la loro risposta dopo averle sottoposte ad un carico per 270 giorni.
Credits: Lynda Estes
Il lavoro svolto per integrare il materiale acrilico nei finestrini dell'Orion, aiuterà anche a rendere il veicolo spaziale più leggero e quindi ad abbassare i costi di missione.