L’ESA, acronimo di Agenzia Spaziale Europea, insieme ai suoi partner Ariane e MT Aerospace, ha comunicato i primi risultati dei test svolti sui razzi in fibra di carbonio. I dati ottenuti risultano positivi, dando così la possibilità alla realizzazione di questa innovativa tipologia di serbatoi per razzi in CFRP, fabbricati con materiali di plastica rinforzata e fibra di carbonio, quindi molto più leggeri.
Il progetto, che è stato denominato Phoebus, ha come obiettivo quello di aumentare le prestazioni dei razzi, diminuendo in maniera consistente la massa presente nella parte superiore del veicolo, riducendo il peso complessivo del razzo, grazie al nuovo design e ai materiali decisamente più leggeri. Inoltre, grazie questa nuova progettazione si potrà avere un aumento del carico utile da poter portare in orbita, abbattendo di molto i costi di produzione, tutto a vantaggio dell’economia del lancio.
I materiali realizzati in plastica rinforzata con fibra di carbonio, gli CFRP, o compositi di carbonio, sono ideali per poter progettare nuove strutture e funzionalità, che altrimenti non sarebbero realizzabili con i materiali in metallo.
Il CFRP è un materiale molto leggero che presenta una colorazione scura e che può essere usato per produrre i serbatoi di propellente criogenico, e per le strutture primarie e secondarie di Phoebus.
Questo progetto, in particolar modo, si pone l’obiettivo di stabilire un carico utile di oltre 2 tonnellate, attraverso una nuova tecnologia di produzione, una riduzione dei componenti e una differente struttura. I serbatoi CFRO ovviamente dovranno rispettare tutti gli standard di sicurezza e di funzionalità.
Nel comunicato stampa dell’ESA, è stato illustrato che il processo di produzione permette un layout integrato, che si va a tradurre in un minor numero di parti, in confronto ad una configurazione metallica comparabile, abbassando così i costi di produzione e di assemblaggio.
Un serbatoio CFRP a sottoscala è stato testato con dell’ossigeno liquido, durante gli esperimenti del MT Aerospace, in un sito di test gestito da Rheinmetall a Unterlüß, situato in Germania. Il serbatoio durante i test è stato più volte svuotato e riempito (wet dress rehearsal), pressurizzato oltre i limiti operativi, e sottoposto a dei test di shock meccanico, per poter garantire l’assenza di eventi di accensione del serbatoio di ossigeno.
Il serbatoio di prova è stato fornito di moltissimi sensori per riuscire a monitorare la pressione, la temperatura, la deformazione e le possibili perdite. I dati raccolti durante il test mettono in luce che in complesso il serbatoio di ossigeno liquido presenta una buona integrità strutturale, e di conseguenza una buona tecnologia. I risultati ottenuti danno il via ad ulteriori attività per la fase prototipale del progetto Phoebus, che risulta essere su una buona strada.
In particolar modo i test successivi che verranno svolti prevederanno l’utilizzo dell’ossigeno liquido, a -180°C, per poi passare all’idrogeno liquido, a -250°C, per poter comprendere se la CFRP riesce a resistere a temperature molto più estreme. Successivamente, il serbatoio sarà aumentato di dimensioni e sottoposto ad altri test, così da arrivare ad una fase quasi definitiva nel 2023.
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