La NASA era la più interessata all'oscillazione della spinta che si verificava vicino e all'esaurimento del carburante del primo stadio, circa 105-115 secondi dopo il decollo e appena prima della separazione del primo stadio (vedi Profilo della missione di Ares IX di seguito), come dimostrato dalla modellazione al computer e dalle prime analisi di progettazione del razzo Ares 1.
Questa cosiddetta oscillazione di spinta si verifica come combustibile solido nella prima fase si esaurisce, lasciando un lungo guscio vuoto che assume le caratteristiche di una canna d'organo, e risuona a frequenze comprese tra 12 e 14 hertz. Il secondo stadio del razzo e la navicella Orion in cima a esso smorzerebbero naturalmente gli impulsi di pressione risultanti, il che essenzialmente farebbe un martello pneumatico agli astronauti e renderebbe quasi impossibile per loro leggere i display della console e rispondere di conseguenza durante quei soli 5 secondi circa, ma cruciali intervallo della fase di risalita.
Questo non era l'ideale, quindi gli ingegneri della NASA hanno esaminato molti modi possibili per mitigare questa oscillazione di spinta in quel momento (probabilmente corrispondendo al tempo di quel "Ci stiamo lavorando ... " risposta che hai ottenuto). Alcune delle soluzioni proposte includevano smorzatore di massa sintonizzato attorno ai paracadute del primo stadio (massa sintonizzata attiva o assorbitori / smorzatori armonici), sistema di controllo della reazione (un anello a molla e smorzatore che separa il primo e il secondo stadio del razzo), impulso attivo RCS ( Sistema di controllo della reazione, attuatori che agiscono come ammortizzatori e aggiunti alla gonna di poppa a forma di campana nella parte inferiore del razzo), e così via:
Anche gli ingegneri erano cercando di utilizzare una "struttura di conformità" passiva, un anello caricato a molla che scorda la pila ammorbidendo l'interfaccia tra il primo e lo stadio superiore, preservando la stabilità laterale nel concetto di design di Ares 1. Le proposte sono descritte in modo più dettagliato in questo Le opzioni di mitigazione di Ares I Thrust Oscillation introdotte nello studio commerciale del 29 aprile 2008.
Ci si aspettava che questo concetto riducesse le forze G tramite le vibrazioni sugli astronauti da circa 0,7 G a 0,25 G (oltre a 4 G dall'accelerazione in quella fase di la salita). Inutile dire che tutto ciò aggiungerebbe costi significativi alla progettazione e alla costruzione del primo stadio, del motore dello stadio, del primo e del secondo stadio intermedio di Ares 1 e dell'adattatore del modulo dell'equipaggio (MPCV, Multi-Purpose Crew Vehicle).
Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV). L'MPCV include sia i moduli per l'equipaggio che i moduli di servizio e un adattatore MPCV.
Tutto questo stava accadendo all'epoca dei tagli di budget annunciati per i prossimi anni fiscali, quindi hanno iniziato a cercare altri modelli più economici soluzioni. E bene che lo abbiano fatto anche loro.
La NASA si è rivolta alla Divisione Fattori Umani, tra cui il loro asst. il capo Human Performance, Brent R. Beutter e le persone del NASA Ames Vibration Lab. Si sono subito resi conto che le vibrazioni erano limitate a una gamma di frequenze piuttosto ristretta tra 12 e 14 Hz. Questo li ha portati all'idea di eseguire effetti stroboscopici sui display dell'equipaggio, sintonizzati sulla frequenza delle vibrazioni in volo del veicolo di lancio rilevate dagli accelerometri attaccati alle sedie.
Display oscillante testato con vibrazioni fino a 0,5 G, da Brent R. Beutter, NASA asst. capo Human Performance e Brent
Rose, roba Gizmodo. Il video di questa dimostrazione è disponibile su YouTube.
Dopo alcuni circuiti economici e allegri, i display di volo erano perfettamente leggibili anche con un'accelerazione di vibrazione prevista fino a 0,7 G .
A ogni operatore è stato chiesto di individuare la casella evidenziata (magenta) in un display costituito da una matrice di caselle sei per sei, leggere ed elaborare il contenuto della riga centrale di cifre, e poi fai una scelta forzata a due alternative (2AFC) in base al contenuto della riga.
I tassi di errore delle attività nella condizione principale, mostrati di seguito, suggeriscono che livelli di vibrazione superiori a 0,3 g (da 0 a picco) possono compromettere in modo significativo l'elaborazione della simbologia alfanumerica nelle condizioni di visualizzazione del display Orion attualmente previste, in particolare se la dimensione del carattere è piccolo.
Fonte: NASA Ames Human Vibration Laboratory Research
E questo è il storia di come la NASA ha risolto un problema di svariati centomila dollari per forse qualche diecimila dollari.