Credito d'immagine: NASA / JPL
Ero qui: 26 anni, non avevo mai lavorato a un progetto di volo prima e tutti gli occhi erano puntati su di me. Ogni volta che camminavo per l'ufficio del progetto Pathfinder, Tony Spear, il responsabile del progetto, mi lanciava un braccio attorno e mi annunciava: "Ciao a tutti, l'intera missione è cavalcare questo ragazzo proprio qui."
Il nostro compito era progettare e costruire airbag per l'atterraggio di Pathfinder su Marte, un approccio che non era mai stato utilizzato in nessuna missione. Gli airbag possono sembrare un prodotto semplice e di bassa tecnologia, ma è stato sbalorditivo scoprire quanto poco ne sapevamo. Sapevamo che l'unico modo per scoprire cosa dovevamo imparare era costruire prototipi e testarli. Non sapevamo quanto saremmo stati ignoranti.
Gli airbag sembravano un'idea folle per molte persone. Nessuno lo ha mai detto, intendiamoci, ma sembrava esserci una diffusa sensazione che gli airbag non funzionassero. "Vi lasceremo andare ragazzi e scherzare finché non vi cadrete in faccia." Quello era il messaggio non detto che ho ricevuto giorno dopo giorno.
La principale paura di tutti nell'uso di questi giganteschi airbag era che il lander sarebbe stato sepolto in un oceano di tessuto quando gli airbag si sgonfiassero. Ho iniziato la ricerca di una soluzione costruendo modelli in scala di airbag e lander e ho giocato con loro nel mio ufficio per un paio di mesi.
Ho costruito i modelli in cartone e plastica e li ho incollati con del nastro adesivo che ho preso dal negozio di ferramenta e dal nastro dal negozio di tessuti. Ho usato un piccolo gonfiatore per zattera che avevo a casa per pompare i miei airbag modello. Più e più volte, ho riempito gli airbag in miniatura e poi li ho sgonfiati, guardando cosa è successo.
Mi sono imbrogliato con una dozzina o più di approcci prima di trovare finalmente qualcosa che pensavo funzionasse. Lentamente ma sicuramente, mi è venuta l'idea di usare delle corde che zigzagano attraverso i passanti all'interno degli airbag. Tirare le corde in un certo modo e le corde attirerebbero tutto il tessuto e lo contengono. Aspetta di aprire il lander fino a quando tutti gli airbag si erano ritirati e il tessuto si sarebbe sistemato ordinatamente sotto.
Test su un'altra scala
Una volta costruiti modelli su larga scala per condurre prove di caduta, abbiamo iniziato facendo semplici cadute verticali, prima a 30 piedi e poi fino a 70 piedi. Le borse hanno funzionato bene, anche se il modo in cui rimbalzavano come una palla gigante era interessante da osservare. Le persone hanno iniziato a rendersi conto che il concetto potrebbe essere ragionevolmente solido. Ma avevamo ancora i nostri dubbiosi. Anche dopo che abbiamo avuto la meccanica per gli airbag, è rimasta una grande domanda: che dire del terreno roccioso marziano?
Atterrando su Marte, abbiamo dovuto accettare tutto ciò che Madre Natura ci ha dato. Pathfinder non avrebbe una pista di atterraggio. Per simulare le condizioni su Marte, abbiamo portato grandi rocce laviche delle dimensioni di una piccola scrivania. Erano vere rocce laviche che i nostri geologi avevano estratto e raccolto; se provassi a gestirne uno, ti taglierei le mani.
Più simulazioni del paesaggio abbiamo testato, più abbiamo iniziato a strappare gli airbag. Le cose non stavano andando bene. Ancora una volta, ci siamo resi conto che questa era un'area che non capivamo. La sfida consisteva nel proteggere lo strato vescicale, essenzialmente la camera d'aria del sistema airbag, con il minor numero possibile di tessuto perché il progetto non poteva permettersi di gettare massa sul problema. Abbiamo provato materiale dopo materiale, Kevlar e Vectran per impieghi gravosi, applicandoli in dozzine di diverse configurazioni all'esterno dell'airbag.
Alla fine, sapevamo che potevamo semplicemente aggiungere sempre più materiale e trovare un sistema airbag ragionevolmente performante, ma il peso di quella soluzione sarebbe venuto a scapito di qualcos'altro che un altro componente di Pathfinder avrebbe dovuto essere sacrificato. Tuttavia, non saremmo andati su Marte solo per atterrare lì e fare qualche foto. Volevamo andare lì e fare scienza e avevamo bisogno di strumenti per farlo. Quindi c'era molta motivazione a trovare il sistema airbag più basso e dalle massime prestazioni che potessimo.
5, 4, 3, 2, 1
Ogni test è diventato come un rituale, perché ci sono volute tra le otto e le dieci ore per preparare il sistema, incluso il trasporto degli airbag nella camera del vuoto, il cablaggio di tutta la strumentazione, il sollevamento degli airbag nella parte superiore della camera, assicurandosi che tutto le rocce erano nel posto giusto e stavano preparando le reti.
La camera a vuoto in cui abbiamo effettuato i test di caduta ha consumato così tanta potenza che siamo riusciti a testare solo nel cuore della notte. Una volta chiuse le porte della camera a vuoto, ci vollero tre o quattro ore solo per pompare la camera. A quel punto, tutti si sono rotti per cena o sono andati a rilassarsi per un po ', prima di tornare a mezzanotte o qualunque fosse l'ora designata. Quindi abbiamo avuto altri 45 minuti per esaminare tutta la strumentazione, esaminare le liste di controllo e infine il conto alla rovescia.
Gli ultimi 30 secondi del conto alla rovescia sono stati lancinanti. Tutta questa anticipazione, e poi l'intero impatto è durato meno di un secondo.
Quando abbiamo terminato un test di caduta, abbiamo capito subito se si trattava di un successo o di un fallimento. Brian Muirhead, il responsabile dei sistemi di volo, insisteva sempre sul fatto che lo chiamassi immediatamente, non importa quanto fosse tardi. Alle 4 del mattino, lo chiamavo a casa sua e dovevo dargli la notizia: "Brian, abbiamo fallito un altro test."
Ogni test è stato seguito da una scarica ad alta pressione per capire cosa è andato storto, quale test eseguire successivamente, come riparare i sacchetti ampiamente danneggiati e come incorporare simultaneamente qualsiasi nuova "correzione sperimentale" che abbiamo trovato. Come squadra, abbiamo concordato un piano d'azione, di solito in uno stato d'animo sgarbato e sonnolento durante una colazione unta in una tavola calda locale. Quindi la gente di ILC Dover avrebbe scoperto tutti i nuovi modelli che dovevano essere generati e l'ingegneria dettagliata per garantire che le cuciture e i disegni dei punti potessero gestire i carichi di prova. Il nostro eroe era la nostra principale fogna, che per caso ha cucito le tute lunari di Neil Armstrong e Buz Aldren. Lavorava in condizioni tutt'altro che ideali mentre dormivamo e trasformavamo in realtà le nostre idee a volte insolite. Di solito il giorno dopo eravamo pronti a rifare tutto da capo.
Tony Spear e Brian hanno capito le sfide che stavamo affrontando. Sapevano che avevamo un solido team al lavoro su questo, e li tenevo sempre informati sui progressi tecnici. Hanno sempre compreso, ma questo non vuol dire che sono sempre stati felici.
Torna al tavolo da disegno
Abbiamo detto: "Va bene, iniziamo a fare analisi, modellizzazione al computer degli airbag e l'impatto contro le rocce". Allo stesso tempo, abbiamo ampliato il nostro programma di test per capire come ottimizzare questo strato di abrasione dell'airbag.
Si è scoperto che il tempo, i soldi e gli sforzi che abbiamo speso per la modellazione del computer non hanno pagato. Anche se abbiamo eseguito i programmi più sofisticati disponibili nel 1993 e nel 1994, i risultati non ci hanno aiutato a progettare lo strato di abrasione. Abbiamo dovuto fare affidamento sui nostri prototipi.
Dopo aver fatto dozzine di test di caduta, aver esaminato i dati e aver studiato ciò che stava accadendo, abbiamo iniziato a renderci conto che un singolo strato di materiale pesante non era la soluzione. Più strati di materiale leggero potrebbero risultare più forti.
Siamo stati costretti a decidere il progetto finale dello strato di abrasione per soddisfare i nostri test di caduta di qualificazione programmati. In termini di veicoli spaziali, si suppone che questo sia l'ultimo test eseguito per qualificare il progetto finale. Quando arriverai a quel punto, non si dovrebbe dubitare che tu abbia un sistema perfettamente funzionante che soddisfi tutti i requisiti della missione. Dovrebbe essere un processo check-the-box che il sistema è pronto per il volo. Il problema era che a quel punto avevamo avuto solo un parziale successo; non avevamo mai avuto quel voto A +, 100% in nessuno dei nostri test di caduta.
Volando dentro per vedere l'ultimo test di caduta, il mio aereo era in ritardo. Uno dei miei colleghi della struttura di test mi ha chiamato e mi ha chiesto: "Vuoi che ti aspettiamo?" Gli ho detto: "No, vai avanti".
Quando sono arrivato alla struttura, l'equipaggio di prova non c'era. Sono entrato nella sala di controllo e mi sono imbattuto nel ragazzo che elabora le videocassette. "Allora, cos'è successo?" Gli ho chiesto. "Avete fatto il test ragazzi?" Indicò un videoregistratore e disse: “Il video è lì. Vai avanti e premi play ".
Quindi, ho colpito il gioco. Giù arriva l'airbag nel video che colpisce la piattaforma ed esplode catastroficamente. Il mio cuore affondò. Non ce l'avremmo fatta. Ma poi ho capito che c'era qualcosa di stranamente familiare nel video che avevo appena visto. In un attimo mi venne in mente; avevano inserito la videocassetta dal nostro peggior test di caduta. La battuta pratica poteva significare solo una cosa: avevamo fatto un test di caduta riuscito ed eravamo finalmente pronti.
Fonte originale: NASA / JPL Story
