Il Main Hatch del CM

Il Main Hatch (vista interna)

27 Gennaio 1967 – Tre settimane prima della data prevista per il lancio di Apollo 1, gli astronauti Gus Grissom, Ed White e Roger Chaffee persero la vita in un tragico incidente: un incendio si sviluppò all’interno del Command Module Block I nel corso di un test. Le fiamme divamparono furiose, aiutate principalmente dall’atmosfera di puro ossigeno e non ci fu scampo per i tre. A seguito dell’incendio il CM subì un lungo processo di revisione progettuale; uno degli elementi su cui vennero effettuate drastiche modifiche fu il portellone di accesso, il Main Hatch.

Dall’inchiesta post incidente risultò infatti che il portellone, per il modo in cui era stato progettate e realizzato, non aveva mai offerto una reale possibilità di fuga: la forte pressione sviluppatasi all’interno della capsula a causa del fuoco non avrebbe mai permesso l’apertura del portello (apertura che avveniva verso l’interno).Inoltre risultò troppo complesso il suo utilizzo in casi di emergenza, troppo macchinoso il processo di apertura per garantire tempi rapidi.

Il portello del CSM Block I era in realtà costituito da tre diversi portelli:

  • Un portello interno, leggero, apribile verso l’interno della capsula, completamente rimovibile e dotato di dispositivi di blocco su tre lati e di chiavistelli sul quarto. La pressione all’interno della cabina aiutava a mantenere sigillato il portellone (mantenendolo in sede) e per poterlo rimuovere occorreva bilanciare la pressione interna ed esterna (per questo motivo gli astronauti di Apollo 1 non riuscirono ad aprirlo)

  • Un portello intermedio, parte integrante dello scudo termico del CSM, apribile verso l’esterno, rimuovibilee dotato anch’esso di dispositivi di blocco e chiavistelli lungo i 4 lati

  • Un terzo (ed ultimo) portello, parte integrante del BPC (Boost Protective Cover), leggero, realizzato in fibra di vetro e sughero che si apriva verso l’esterno. I chiavistelli di cui era dotato potevano essere aperti dall’estremo tramite un apposito strumento oppure dall’interno tramite una leva che attraversava il portello dello scudo termico e agiva sul sistema di ritenuta dei chiavistelli.

I portelli interno e intermedio dovevano essere manualmente sbloccati e rimossi per poter uscire. Quello esterno andava aperto come detto tramite una leva prima di rimuovere il portello intermedio. In condizioni ottimali l’equipaggio poteva effettuare le operazioni ed uscire dal CM in un tempo stimato tra i 60 e i 90 secondi. Un tempo ritenuto accettabile prima dell’incidente.

Il Main Hatch del CM Block I

La North American Rockwell (costruttrice del CSM) e la NASA misero insieme una task force con personale di entrambi che lavorò febbrilmente sul portellone, arrivando a coinvolgere anche i progettisti della McDonnell Douglas, forti della loro esperienza nella progettazione delle precedenti capsule (Mercury e Gemini).

Dato che la produzione dei CSM Block II (il modello con cui si sarebbero poi effettuate tutte le missioni con equipaggio) era già avviata al momento del redesign del portello, vennero posti alcuni ‘paletti’:

  • i cambiamenti dovevano essere principalmente confinati alla struttura dei portelli con una limitata necessità di modifiche alla struttura interna e al lo scudo termico della capsula

  • lo scudo termico non doveva essere rimosso per rimpiazzare i portelli

  • non doveva rendersi necessaria alcun lavoro si saldatura supplementare allo scuso termico

  • dovevano essere utilizzati solo macchinari e materiali già disponibili

  • si dovevano ottenere più elevati margini di resistenza delle strutture, dei meccanismi e degli agganci

Tra le caratteristiche fondamentali richieste al nuovo portello spiccavano:

  • un tempo di apertura di 3 secondi e un tempo complessivo di evacuazione dei tre astronauti a bordo (in tuta pressurizzata) di 30 secondi

  • la possibilità di operare sul meccanismo di sblocco del portello con una sola mano sia dall’interno che dall’esterno del CM

  • un sistema di riserva di blocco dei chiavistelli del portello (nel caso in cui non si riuscisse a chiudere il portello nello spazio dopo un’attività extraveicolare)

  • una valvola di pressurizzazione / depressurizzazione rapida

  • il mantenimento delle stesse dimensioni del portello unite ad un angolo di apertura maggiore

Lo schema del Main Hatch

Il risultato finale fu lo Unified Hatch. I portelli interno ed intermedio vennero combinati insieme mentre quello esterno venne solo leggermente modificato. Il nuovo portello misurava 74 x 87 cm e pesava 158 Kg (un notevole incremento rispetto ai portelli precedenti). Era dotato di 15 chiavistelli lungo il perimetro (alla distanza di circa 14 cm l’uno dall’altro), che garantivano la tenuta del portello. I chiavistelli erano comandati tramite un sistema di leveraggi da una maniglia permetteva all’equipaggio di aprirlo e chiuderlo agendo su di esso per 5 volte come se si trattasse di una pompa.

La stessa maniglia attivava anche una leva che sbloccava i chiavistelli del portello esterno (facente sempre parte del BPC). Visto il peso notevole del portello venne previsto un sistema di contrappeso per l’utilizzo a terra (in situazioni di emergenza e per l’apertura finale dopo l’ammaraggio): quando i chiavistelli si sbloccavano, un pistone pressurizzato con azoto gassoso spingeva il portello. La pressurizzazione era garantita da due piccolo bombole (sempre montate sul portello) che contenevano il gas alla pressione di 5000 psi: una veniva attivata prima del lancio, la seconda in seguito ed era riservata all’operatività durante le attività extraveicolari e dopo l’ammaraggio. Un ingranaggio a squadra manteneva il portello in posizione di massima apertura.

Il Main Hatch (vista esterna)

Era previsto un perno di sicurezza per prevenire l’accidentale attivazione del meccanismo di sblocco del portello a causa delle vibrazioni o di un errore umano. In caso di apertura in condizioni normali, il perno veniva rimosso. Ma in caso di emergenza il perno era dimensionato in modo da cedere e spezzarsi se la forza applicata era superiore ad una determinata soglia.

Il portello era infine dotato di una valvola di pressurizzazione e dell’aggancio per lo strumento in dotazione al personale di terra per controllare l’apertura del portello dall’esterno.

Vennero utilizzati due telai, uno sulla struttura interna e uno sullo scudo termico, per adattare il nuovo portello, garantire continuità strutturale e scaricare propriamente le sollecitazioni sulla varie parti della capsula. Lo Unified Hatch era incernierato alla struttura interna e anche i chiavistelli si agganciavano ad essa. Il gap tra il bordo del portello e il telaio dello scudo termico venne bloccato utilizzando una guarnizione in gomma resistente al calore.

Non si verificarono mai più condizioni di emergenza tali da mettere alla prova il nuovo portello, grazie anche alle molteplici altre modifiche di varia natura che vennero applicate al CSM Block II. Come viene sempre ricordato in questi casi, il tragico incidente occorso a Gus, Ed e Roger è servito a creare un Apollo migliore e una NASA più focalizzata sulla sicurezza.

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