PWR J-2

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Specifiche del propulsore J-2

Il J-2 era un motore a razzo a propellente liquido ad uso aerospaziale prodotto dall'azienda statunitense Rocketdyne, poi Pratt & Whitney Rocketdyne (PWR) negli anni sessanta.

Il J-2 fu il componente principale del vettore Saturn V.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Sviluppo[modifica | modifica wikitesto]

Il J-2 fu il propulsore a idrogeno liquido di maggiore produzione negli Stati Uniti prima dei propulsori dello Space Shuttle e recentemente il progetto è stato aggiornato per l'impiego nel Programma Constellation.

Il J-2 fu il componente principale del vettore Saturn V, dove ne vennero impiegati cinque per il secondo stadio e uno nell'S-IVB, il terzo stadio del Saturn V e il secondo stadio del Saturn IB. È stato proposto il suo utilizzo per lo stadio superiore del vettore Nova.

La caratteristica che rendeva questo propulsore unico all'epoca consisteva nella capacità di essere riavviato dopo il suo spegnimento. Il propulsore J-2 nello stadio S-IVB infatti veniva acceso due volte. La prima accensione, della durata di circa 2 minuti, poneva la navetta Apollo in orbita terrestre e veniva spento. Dopo che l'equipaggio aveva verificato l'operatività della navetta, il propulsore veniva riacceso per l'iniezione trans-lunare. La seconda accensione, della durata di 6,5 minuti, permetteva alla navetta di raggiungere la velocità di fuga e dirigersi verso la luna.

J-2S[modifica | modifica wikitesto]

Nel 1964 venne avviato un programma sperimentale per migliorare le performance del propulsore, con il nome di J-2X (da non confondersi con la recente variante che porta lo stesso nome). Tra le modifiche, la rimozione di alcuni componenti e il miglioramento della accensione.

Inoltre era previsto un sistema di modulazione della spinta per fornire una maggiore flessibilità, che richiedeva un sistema di mescolamento variabile in grado di operare a diverse pressioni operative. Una nuova modalità "di riposo" forniva una piccola spinta ed era utilizzabile per le manovre in orbita.

Durante il programma la Rocketdyne produsse anche una piccola serie di modelli pre-produzione per i test, chiamati J-2S. Essi vennero collaudati tra il 1965 e il 1972, ma successivamente divenne chiaro che non sarebbero stati sviluppati ulteriori propulsori per i vettori Saturn e il programma venne terminato. La NASA considerò questi propulsori in varie missioni e, per un breve periodo, è stato ipotizzato l'utilizzo per lo Space Shuttle.

J-2T[modifica | modifica wikitesto]

Mentre stava proseguendo i test sulla serie J-2S, la NASA avviò un progetto per utilizzare i propulsori con un nuovo ugello di tipo aerospike. Questo progetto avrebbe migliorato ulteriormente le performance, soprattutto per lo stadio S-II che funzionava principalmente nell'atmosfera. Vennero costruite due versioni, la J-2T-200k che forniva una spinta di 890 kN e la J-2T-250k con spinta pari a 1 110 kN.

Analogamente al modello J-2S, il progetto J-2T venne sottoposto ad una lunga serie di test a terra, ma dopo il termine del programma Apollo venne abbandonato.

J-2X[modifica | modifica wikitesto]

Una nuova variante, chiamata J-2X, è in sviluppo per il Programma Constellation e la navetta Orion, che sostituirà il programma Space Shuttle. Inizialmente il programma prevedeva l'uso di due propulsori J-2X solo per l'Earth Departure Stage, il modulo che fornisce la spinta a Orion verso la Luna. Il propulsore J-2X genererà una spinta di 1 300 kN[1].

La NASA ha abbandonato l'idea di utilizzare i propulsori principali dello Space Shuttle per il vettore Ares I, poiché sarebbe stata troppo costosa la produzione di quel tipo di propulsori per ogni missione (nello Space Shuttle essi sono riutilizzabili). Quindi decise il 18 febbraio 2008 di utilizzare i propulsori J-2X anche per il vettore Ares I. Questa opzione permetterà di lanciare il nuovo vettore entro 3 anni dal ritiro degli Shuttle.

Nel vettore Ares I, l'accensione avverrà a circa 126 secondi dopo il decollo, a 194 000 piedi (59,1312 km), per un periodo di 465 secondi, dopo il quale lo stadio superiore di Ares I avrà raggiunto una altezza di 425 000 piedi (129,54 km). Nel vettore Ares V, ci saranno due accensioni, la prima delle quali 365 secondi dopo il decollo, quando si staccherà il primo stadio ad una altezza di 400 000 piedi (121,92 km). La seconda accensione spingerà l'Earth Departure Stage e la navetta Orion per 442 secondi per farle raggiungere la velocità di fuga. Raggiunta la Luna, l'EDS e il propulsore J-2X saranno abbandonati[2].

Il 16 luglio 2007 è stato firmato il contratto con la divisione Rocketdyne della Pratt & Whitney da 1,2 miliardi di dollari per la progettazione, lo sviluppo, i test e la valutazione del propulsore J-2X per l'uso negli stadi superiori di Ares I e Ares V[3].

A dicembre 2007 sono iniziati i primi test dei componenti principali del propulsore, tra cui la tenuta dei sigilli nelle linee di alimentazioni e nelle pompe dei propellenti a temperature di -253 °C, accensioni di varie durate e a diversi livelli di potenza[4][5]. La prima serie di test, nove in tutto, è terminata a maggio 2008 con successo[6].

Specifiche[modifica | modifica wikitesto]

Specifiche
J-2 J-2S J-2X
Spinta 890 kN 1 179 kN 1 300 kN
Impulso specifico 418 s (4 099 m/s) 436 s (4 276 m/s) -
Peso 1 579 kg 1 467 kg 2 409 kg
Costruttore NAA/Rocketdyne Rockwell International/Rocketdyne P & W Rocketdyne (PWR)
Propellenti LOX & LH2 LOX & LH2 LOX & LH2

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Press release preview. URL consultato il 28 gennaio 2008.
  2. ^ J-2X Engine fact sheet (PDF). URL consultato il 4 luglio 2008.
  3. ^ NASA, NASA Awards Upper Stage Engine Contract for Ares Rockets, 16 luglio 2007. URL consultato il 17 luglio 2007.
  4. ^ NASA to Begin Testing of Engine That Will Power Ares Rockets, 17 dicembre 2007. URL consultato il 4 luglio 2008.
  5. ^ NASA's J-2X Powerpack Testing Status Report #1, 19 dicembre 2007. URL consultato il 4 luglio 2008.
  6. ^ NASA Successfully Completes First Series of Ares Engine Tests, 8 maggio 2008. URL consultato il 4 luglio 2008.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Robert E. Bilstein, Stages to Saturn: a technological history of the Apollo/Saturn launch vehicles, Gainesville, University of Florida Press, 2003, ISBN 0-8130-2691-1.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]