Sfida: per condurre i test nello spazio profondo per il suo nuovo telescopio spaziale James Webb (JWST), la NASA ha dovuto aggiornare la sua storica Camera A presso il Johnson Space Center, notoriamente utilizzata per testare i veicoli spaziali Apollo. Il JWST è un grande telescopio a infrarossi con uno specchio primario di 6,5 m, il cui lancio è previsto per il 2018 per sostituire il telescopio Hubble. I test del JWST richiedevano che l’imponente camera, di 13,7 m di diametro per 19,8 m di altezza, raggiungesse e mantenesse temperature di 30 K (-242,8 °C). Mai prima d’ora era stato tentato un intervento simile per una camera di queste dimensioni.

Soluzione: per sviluppare questo sistema di schermatura a elio gassoso (GHe) senza precedenti, la NASA e il suo contraente principale, Jacobs, si sono rivolti a Dynavac, l’esperto in ingegneria e produzione criogenica termica. Dynavac ha fabbricato e installato schermi raffreddati sia ad azoto liquido (LN2, 80 K) che ad elio gassoso (20 K). L’elio gassoso generato dal sistema di refrigerazione passa attraverso tubi estrusi per creare l’ambiente termico. Il sistema di schermatura interno, realizzato con lamiere di alluminio e travi a I, è stato costruito con pannelli di circa 3,6 m di larghezza e 12,2 m di lunghezza. Questi dovevano essere verniciati su un lato con una speciale vernice nera ad alta assorbibilità/emissività ottica.

Dynavac ha dovuto eseguire un’analisi ingegneristica approfondita per il posizionamento e la saldatura dei tubi sulla lamiera di alluminio, al fine di garantire la conformità alle specifiche di funzionamento e alle prestazioni termiche. Il sistema risultante è uno dei più grandi schermi a GHe mai costruiti e comprende pannelli esterni che operano in condizioni di azoto liquido (-196 °C) e uno schermo a elio della camera interna che opera a 30 K (-242,8 °C).

In totale, Dynavac ha progettato, prodotto e installato 70 pannelli di schermatura criogenica nella Camera A. A causa dei rigorosi requisiti della NASA in materia di prestazioni e sicurezza, il progetto ha richiesto sforzi sostanziali nella pianificazione, programmazione, rendicontazione e certificazione di materiali e procedure. Di fatto, la NASA ha applicato molte delle stesse specifiche di test e documentazione utilizzate per i voli spaziali con equipaggio. Tutti i componenti della schermatura sono stati prodotti e testati nello stabilimento di circa 4.600 m² dell’azienda a Hingham, nel Massachusetts.

Dynavac è una delle poche aziende al mondo in grado di gestire progetti di simulazione spaziale su larga scala e pluriennali; non vediamo l’ora di continuare a fornire supporto alla NASA per il programma del telescopio spaziale James Webb. Guarda questi video sull’aggiornamento della schermatura e sul processo di retrofit della Camera A della NASA e visita il sito web del progetto JSWST per restare aggiornato sulle ultime novità.

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