Alta Orologeria
Dalla Terra all’orbita: i rigorosi test del Pilot’s Venturer Vertical Drive.
Kelton Temby condivide approfondimenti sul motivo per cui il volo spaziale umano è così unico e complesso.
Kelton Temby, Senior Mission Manager presso Vast, spiega perché il volo spaziale umano sia così unico e complesso. Illustra inoltre il rigoroso processo di test a cui è stato sottoposto il Pilot’s Venturer Vertical Drive per ottenere la certificazione ufficiale per l’uso nello spazio a bordo di Haven-1, la prima stazione spaziale commerciale al mondo attualmente in costruzione da Vast. IWC Schaffhausen e Vast hanno recentemente annunciato una collaborazione ingegneristica strategica, e la Maison svizzera è diventata anche cronometrista ufficiale dell’azienda.
Guidare l’innovazione
Kelton, perché gli esseri umani esplorano lo spazio?
Il volo spaziale umano apre straordinarie opportunità per il progresso della scienza, della tecnologia e della nostra comprensione della Terra e dell’universo. Può stimolare l’innovazione in numerosi ambiti, dalla medicina alla biologia fino ai nuovi materiali. Allo stesso tempo, l’esplorazione spaziale offre nuove prospettive ed è una potente fonte di ispirazione. Tuttavia, andare nello spazio – e rimanerci – rappresenta anche una sfida enorme.
Il volo spaziale, la sfida definitiva
Che cosa rende così difficile per gli esseri umani andare nello spazio?
Gli esseri umani non si sono evoluti per vivere nello spazio. Non possiamo sopravvivere nel vuoto, né resistere a sbalzi termici che vanno da oltre 100 °C fino a -150 °C. Ma i limiti non sono solo biologici: riguardano anche i sistemi e le tecnologie che progettiamo. Tutto ciò che costruiamo è pensato per l’ambiente terrestre, dove sono presenti gravità, aria respirabile e un intervallo di temperatura stabile. Ciò che funziona perfettamente sulla Terra potrebbe non funzionare affatto in microgravità, a bordo di un veicolo spaziale o di una stazione orbitante. E questo è solo uno degli aspetti.
Cos’altro aumenta la complessità del volo spaziale?
Un altro motivo per cui il volo spaziale è così complesso è che l’impatto di qualsiasi problema è notevolmente amplificato. Sulla Terra, se fori una gomma durante una pedalata, puoi semplicemente tornare a casa o rivolgerti a un meccanico. Nello spazio, invece, se si presenta un problema, le risorse disponibili sono limitate. Per questo motivo adottiamo processi estremamente rigorosi e approfonditi per identificare, mitigare ed eliminare i rischi, anche quando la probabilità che si verifichino è molto bassa.
Spesso, modifiche progettuali relativamente semplici possono ridurre significativamente i rischi. Ad esempio, in un orologio meccanico possiamo applicare una pellicola protettiva sul vetro frontale. In questo modo, se un astronauta dovesse accidentalmente urtare il polso contro un oggetto appuntito e rompere il quadrante, la pellicola impedisce ai frammenti di vetro di disperdersi.
Provato sicuro, pronto per l’orbita
Hai supervisionato i test e la qualificazione del nuovo Pilot’s Venturer Vertical Drive di IWC Schaffhausen. Quali erano gli obiettivi?
Ogni elemento di carico destinato a Haven-1, la prima stazione spaziale commerciale al mondo, deve essere sottoposto a rigorosi test e qualifiche. L’obiettivo è garantire che possa resistere alle condizioni di lancio e non arrecare alcun danno all’equipaggio o alla stazione.
Nel caso dell’orologio, abbiamo verificato in particolare che continuasse a funzionare correttamente dopo ogni test, inclusa la carica e l’impostazione dell’ora tramite il sistema della lunetta girevole.
Quali test specifici avete eseguito?
Per prima cosa, abbiamo sottoposto l’orologio a condizioni di lancio simulate per verificarne la resistenza alle forze durante l’ascesa. Abbiamo inoltre effettuato un test di pressione standard. Infine, abbiamo condotto un’analisi approfondita dei materiali utilizzati per confermarne la compatibilità con l’ambiente di Haven-1.
Progettato per il decollo
Puoi descrivere le vibrazioni che gli astronauti sperimentano durante l’ascesa?
Potresti aver viaggiato su un aereo commerciale e aver avvertito le turbolenze, in cui il velivolo si scuote e si muove in modo imprevedibile in tutte le direzioni. Le vibrazioni di un motore a razzo sono in parte simili, ma i cambiamenti di direzione sono molto più rapidi e avvengono a frequenze molto più elevate. Nel frattempo, la spinta dei motori propelle il razzo verso l’alto. Gli astronauti e il carico sperimentano in genere forze di accelerazione intorno a 4g, ovvero quattro volte la forza di gravità. Per i carichi più piccoli consideriamo l’energia di vibrazione casuale (accelerazione quadratica media, o RMS); durante l’ascesa si può arrivare fino a circa 3,4 gRMS.
Come avete replicato queste condizioni per l’orologio?
Abbiamo simulato forze simili su una tavola vibrante, considerando i contributi attesi da diverse sorgenti. L’orologio è stato fissato a una piattaforma in grado di generare vibrazioni intense. Poiché volevamo assicurarci che fosse utilizzabile in qualsiasi orientamento, lo abbiamo sottoposto a vibrazioni lungo tutti e tre gli assi e a test con accelerazioni fino a 9,56 gRMS. L’orologio ha resistito senza alcun problema e ha continuato a funzionare correttamente.
Un ambiente delicato
Perché avete effettuato un test di pressione?
Qualsiasi oggetto che contenga aria in uno spazio chiuso deve essere sottoposto a test di pressione, inclusi bottiglie d’acqua, strumenti di misura o orologi. Abbiamo testato il Pilot’s Venturer Vertical Drive in una camera a pressione, simulando una riduzione di circa metà della pressione atmosferica nell’arco di 50 secondi. Il quadrante è rimasto saldamente in posizione, senza alcun segno di distacco.
Infine, hai menzionato la compatibilità dei materiali. Perché è così importante?
Una stazione spaziale è un ambiente estremamente delicato. Bisogna pensarla come un’oasi in un enorme deserto: un ambiente limitato in cui si ricreano le condizioni necessarie alla vita umana. Prendiamo, ad esempio, l’approvvigionamento dell’aria: anche qualcosa di fondamentale come l’aria deve essere trasportato nella stazione in serbatoi. Quando l’equipaggio è presente, dobbiamo filtrare costantemente l’anidride carbonica (CO₂) e reintegrare l’ossigeno, assicurando la giusta miscela per la respirazione. L’equipaggio dipende dal corretto funzionamento e dall’integrità di questi sistemi complessi.
Che cosa c’entra questo con i materiali?
Alcuni materiali e adesivi presenti negli oggetti trasportati possono rilasciare sostanze (off-gassing), emettendo composti organici volatili (VOC), come la formaldeide, all’interno della cabina. Queste sostanze, che spesso generano il tipico “odore di nuovo”, possono essere dannose per l’equipaggio e potenzialmente danneggiare i filtri del sistema di controllo ambientale e di supporto vitale. E questo è solo uno dei molti problemi che possono emergere in un ambiente così finemente calibrato. Valutando attentamente i materiali utilizzati in ogni oggetto o apparecchiatura destinata a Haven-1, ci assicuriamo di non introdurre elementi che possano rappresentare un rischio per l’equipaggio o per i sistemi della stazione.
