Exclusiv Românul care duce oamenii pe Lună și povestea motoarelor de care depinde misiunea NASA. „Văd o parte din mine stând în vârful rachetei”
Să privim în sus cu încredere: Luna e acolo și ne așteaptă. După 50 de ani de la ultimul pas mic făcut de un om pe suprafața selenară, oamenii de știință își propun acum să facă un nou salt uriaș pentru omenire: astăzi, de la ora 15:33, ora României, la Centrul Spațial Kennedy din Cape Canaveral, SUA, este programată lansarea misiunii Artemis 1, parte a ambițiosului proiect prin care NASA își propune să retrimită un echipaj uman pe Lună. Prima misiune - cea de azi - va trimite noua navetă Orion într-un zbor-test (fără echipaj uman, de data aceasta) în jurul Lunii. Orion urmează a reveni apoi pe Pământ, după 6 săptămâni. Nava e prevăzută cu 33 de motoare: cel principal, 24 de motoare pentru controlul altitudinii și deplasarea în jurul axelor și 8 motoare auxiliare, cu rol de „back-up” în caz de urgență. Digi24.ro a vorbit cu inginerul român care, în cadrul parteneriatului NASA cu Agenția Spațială Europeană (ESA), a lucrat la implementarea acestor 8 motoare auxiliare, cu rol esențial în succesul misiunii Artemis.
Pe Pământ, lucrurile sunt ceva mai simple: motorul unei mașini transformă combustibilul în energie pentru a produce mișcare. Când vine vorba de învins gravitația Pământului pentru a ajunge la Lună, știința „motoarelor” se complică până când atinge nivelul acelei expresii des întâlnite în anecdotele terestre sub numele de „rocket science”.
Dragoș Alexandru Păun este un inginer român care s-a ocupat, la propriu, de „rocket science”, la pregătirea misiunii inaugurale Artemis 1 de astăzi: una din sarcinile sale a fost implementarea și integrarea a 8 din cele 33 de motoare ale navetei Orion - proiectul comun prin care NASA și ESA (Agenția Spațială Europeană) și-au propus să ducă un echipaj uman pe Lună și înapoi pe Pământ, în siguranță.
„Ca să faci Rocket Science, în primul rând, ai nevoie de foarte multă răbdare, dedicare și muncă. Să poți înțelege foarte detaliat anumite probleme, dar să poți vedea și totul in ansamblu. Să intelegi cum sistemul la care lucrezi se integrează într-un sistem mai mare de exemplu. Dar mai mult decât atât, să înțelegi cum oamenii colaborează împreună, pentru a atinge un scop situat dincolo de visele noastre cele mai mărețe”, a declarat, pentru digi24.ro, Dragoș Alexandru Păun, „Propulsion Systems Engineer” în cadrul Ariane Group, compania europeană care s-a ocupat de integrarea sistemelor de propulsie la nava Orion.
Mai exact, Orion e alcătuită din două „etaje”: un etaj compus din modulul principal, în care se va afla echipajul („Crew module”, în engleză) și un al doilea etaj alcătuit din așa-numitul „modul de serviciu”. În engleză: ”European Service Module (ESM)”, de unde rezultă că sarcina realizării sale a căzut în responsabilitatea Agenției Spațiale Europene.
Practic, este pentru prima oară în istorie când NASA a acordat încredere deplină unor companii și instituții non-americane să se ocupe de realizarea unui element-critic din cadrul unei misiuni de o asemenea importanță.
„Modulul de serviciu este foarte important pentru noi pentru că este fabricat aproape în intregime in Europa. Compania Airbus Defence & Space, împreună cu Ariane Group, sunt responsabile atât de producția de componente majore, cât și de integrarea ESM”, a spus inginerul român, stabilit în prezent în Germania, absolvent în 2008 al Facultății de Construcții Aerospațiale a Universității „Transilvania” din Brașov și al unui master de de un an de zile în Italia, Franța și Germania, bazat pe tematica zborului spațial uman.
Într-un limbaj mai neacademic, ESM e un fel de „etaj tehnic” al navetei Orion: aici se află grupate motoarele, sistemele de propulsie, de menținere a a vieții etc.
„Modulul de serviciu este responsabil de propulsia sistemului utilă frânării astronavei în orbita lunară și propulsia sistemului în drum spre Pământ, cât și generarea de energie electrică, fiind dotat cu 4 aripi solare. De asemenea, modulul aprovizionează astronauții cu elemente critice, precum sistemul de menținere a vieții, fiind dotat cu rezervoarele de oxigen, azot și apă potabilă, precum și capacitatea de a condiționa termic sistemul, deci de a menține o temperatură corectă în habitatul capsulei de comandă”, a explicat Păun.
Agenția Spațială Europeană s-a ocupat de realizarea a trei astfel de ESM-uri. Primul va fi testat astăzi, al doilea va fi folosit pentru viitorul zbor Orion cu echipaj uman în jurul Lunii, iar al treilea (aflat încă în construcție) pentru aselenizarea propriu-zisă, programată undeva în orizonul 2024-2025.
„În total, sunt prevăzute minim 9 module”, a spus inginerul român. „Scopul este de a avea o arhitectură sustenabilă pentru un viitor în care vom putea ajunge la Lună și să construim drumul spre planeta Marte împreună”.
Mastodontul cât un stadion pus pe verticală care va propulsa nava Orion spre Lună
Misiunea Artemis 1 de azi va testa în premieră și noua rachetă NASA - numită Space Launch System (Sistemul de Lansare în Spațiu - SLS).
„Rachetă” e un fel de-a spune: în realitate, vorbim despre un mastodont cam cât un teren de fotbal pus pe verticală (98 de metri înălțime), propulsat cu ajutorul a 8 motoare-rachetă: două pentru aprinderea „booster”-elor laterale, cele două motoare „booster” (cu combustibil solid), plus cele patru motoare ale „corpului principal” („core”, în limba engleză) al SLS-ului.
Practic, SLS reprezintă cel mai mare sistem de lansare verticală construit de NASA, de la rachetele Saturn V folosite în programul lunar Apollo, din anii 1960 și 1970.
„Această rachetă este dotată și cu un sistem ultra-modern de salvare a echipajului în caz de urgență: un turn montat în varful rachetei va activa un puternic motor-racheta în caz de pericol, pentru a îndepărta capsula de restul sistemului”, a precizat Dragoș Alexandru Păun.
Știința „integrării” unor motoare de rachetă made in USA pe un modul fabricat în Europa
În total, întregul ansamblu SLS-Orion este compus din 55 de motoare și sisteme de propulsie care au, fiecare în parte, un rol clar definit. De funcționarea ireproșabilă a fiecăruia depinde succesul misiunii.
„După atât de mult timp și efort investit, nivelul de emoție e foarte mare pentru întreaga echipă și acest lucru se simte”, a spus Dragoș Păun.
„Să faci Rocket science înseamnă să lucrezi foarte mult fără sa vezi neapărat roadele muncii tale, iar totul devine evident în momentul lansării. După ani de muncă, vad o parte din mine stând acolo în vârful rachetei, pe rampa de lansare și parcă te gândești la fiecare analiza și decizie de proiectare pe care ai făcut-o”
Cele 33 de motoare ale Orion sunt: motorul principal (folosit anterior la fostele navete spațiale NASA), 24 de motoare pentru controlul altitudinii și al rotirii în jurul axelor (exemplu: pentru orientarea față de Soare necesară în vederea utilizării panourilor solare) și 8 motoare „auxiliare”, care au rol de back-up, în caz de urgență.
„Cele 8 motoare auxiliare reprezintă siguranța că, dacă ceva se întâmplă, fie cu motorul principal, fie cu sistemul de control al altitudinii, vom putea controla nava în așa fel încât să îi aducem acasă pe astronauți în siguranță”, a explicat inginerul Păun.
Inginerul român s-a ocupat, din 2014, de „implementarea” acestor opt motoare în modulul de serviciu al navei Orion.
„Implementare înseamnă să fii sigur că fiecare interfață este corect definită și că motorul sau alte componente sunt integrate corect în sistemul complet. Este foarte dificil să poți să schimbi ceva mai târziu. Având în vedere complexitatea cu care avem de-a face și multitudinea de componente, este important sa poți să controlezi fiecare aspect”.
Detalii suplimentare despre propulsia navei Orion pot fi găsite aici.
Business as usual: „Cele 8 motoare auxiliare erau în responsabilitatea mea”
În cei 7 ani și jumătate de activitate, Dragoș Păun a fost implicat în realizarea tuturor celor trei ESM-uri pentru misiunea Artemis.
„M-am ocupat de foarte multe echipamente din interiorul navei și de modul în care ele sunt integrate cu nava și felul în care ele funcționează împreună: dacă funcționează corect, dacă sunt suficient de redundante. M-am ocupat în principal de motoare și rezervoare, care sunt foarte, foarte importante. Cele 8 motoare auxiliare erau în responsabilitatea mea”.
O zi de lucru „normală” pentru Dragoș și ceilalți zeci de colegi din birourile Ariane Group din Bremen însemna întâlniri cu specialiști americani și europeni din domeniul spațial, discuții, „intrat în calcule”, verificări, răs-verificări dar și lucrul în „camera curată” unde avea loc „asamblarea” sistemelor.
„În mod normal, o zi de lucru înseamnă întâlniri cu specialiști din toate domeniile, din Statele Unite și întreaga Europă, o zi de lucru înseamnă să sprijini la nevoie colegii ce se ocupă de construcția propriu-zisă a navei, sau procesul de integrare așa cum îl numim, ce se realizează într-un mediu controlat, așa-numita cameră curată, unde nivelul de particule, temperatura și umiditatea sunt strict controlate. Înseamnă sa fii capabil să rezolvi orice problemă în timp util, să știi unde să găsești informațiile relevante și cum să le interpretezi”
Colaborarea strânsă cu NASA a fost și ea la ordinea zilei pentru inginerii și specialiștii europeni din echipa care a lucrat la realizarea ESM.
„Lucrăm foarte strâns cu colegii de la NASA. Practic, când am terminat nava, le-o predăm dar lucrăm împreună pentru a integra nava mai departe. Oferim asistență NASA pentru tot ce înseamnă suportul de lansare”, a explicat inginerul român.
Similarități cu misiunile Apollo. Și o lecție importantă învățată de la Apollo 13
Zborul programat astăzi va testa în premieră și versatilitatea navei Orion, alături de sistemul propriu de propulsie existent în modulul de serviciu.
„Pentru mine e un lucru foarte important, deoarece chiar am lucrat la acest modul. E primul modul care va zbura și e pentru prima oară când sistemul va fi propulsat în orbită lunară. ESM-ul se va activa când ajungem în orbită lunară, când ne lăsăm să intrăm sfera de influență a câmpului gravitațional al Lunii. Când ajungem în jurul Lunii, folosim motorul principal al navei ESM pentru a frâna în orbită lunară”, a spus Dragoș Alexandru Păun,
Misiunea de luni va avea „la bord” și trei manechini speciali, furnizați de către Agenția Spațială Germană, prevăzuți cu 5.600 de senzori și 34 de detectoare de radiație.
Manechinul „șef” a fost botezat Moonikin Campos, un omagiu adus lui Arturo Campos, un administrator al subsistemului de energie electrică care a ajutat la aducerea în siguranță a navei Apollo 13 pe Pământ în faimosul incident care se putea transforma într-un dezastru.
De altfel, multe din experiența zborului Apollo 13 au fost folosite pentru îmbunățirea sistemelor de siguranță în misiunea Artemis. Însuși numele noii misiuni selenare - Artemis - nu a fost ales întâmplător, Artemis fiind sora geamănă a zeului Apolo, în mitologia greacă.
„Cele 8 motoare auxiliare, de exemplu, sunt rezultatul unei linii de produse care își au originea în proiectul Apollo, specific în motoarele de control al atitudinii”, a arătat Dragoș Alexandru Păun.
În misiunea Apollo 13, întregul modul de servicu a explodat în urma unui scurtcircuit: unul din motivele pentru care Orion va folosi panouri solare.
„Ei (astronauții de pe Apollo 13) au pierdut capacitatea de a se orienta în spațiu și au folosit motorul de pe modulul de aselenizare, care nu era proiectat pentru asta, dar au reușit să-l folosească pentru a ajunge pe Pământ”, a spus Păun. Din această cauză NASA a proiectat cele 8 motoare auxiliare, de back-up, pentru Orion.
„Astronava folosită in timpul misiunii Apollo 11 a fost extraordinară, foarte multă muncă și cercetare a fost investită în ea și, dacă ne uităm la nava Orion, este clar că sunt multe similarități”, a mai spus inginerul român. „În primul rând, modulul de comandă folosește aceeași formă a capsulei Apollo, dar cu un volum mai mare cu aproximativ 50% și un echipaj de 4 persoane. Totuși, sistemele cu care este echipată sunt foarte evoluate, implementând lecții învățate de NASA prin programele Space Shuttle și prin Stația Spațiala Internațională. Din punctul de vedere al propulsiei, principiul de funcționare este similar cu cel al modulului de serviciu al navelor Apollo dar este un sistem mult mai evoluat, a cărui arhitectură se concentrează foarte mult pe redundanță și siguranță în funcționare”.
Astăzi, de la ora 15:33, ora României, întreaga lume va privi în sus, cu speranță. Vom număra secunde, vom aștepta minute și, peste câteva ore, când vom vedea Luna, ea ni se va arăta poate altfel, de data aceasta.
„Lucrând pentru sistemul Orion și misiunea Artemis, este un lucru normal sa auzi 4-5 limbi diferite în birou și să lucrezi cu oameni ce știu minimum 2-3 limbi, ce vin din țări foarte variate de pe tot mapamondul și care sunt experți de talie mondiala in zona lor de competență. Este o experiență ce te face constant sa cauți să știi mai mult, să înțelegi punctul de vedere al celorlalți și aș putea spune că m-a transformat fundamental în bine, mi-a oferit libertatea”.
Urmărește știrile Digi24.ro și pe Google News
