Nasa plet tanks als bierblikje

Teake Zuidema

Een plettest moet Nasa gegevens opleveren om externe brandstoftanks voor raketten in de toekomst zo licht mogelijk te maken.

Nasa gaat nog deze maand het op de foto afgebeelde segment van een brandstoftank pletten als een bierblikje. Dit gebeurt in een speciale kraakinstallatie van het Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. Nasa acht deze test noodzakelijk om nieuwe ‘shell buckling knock-down’ data te krijgen. Dit zijn gegevens over de maximale belasting die een brandstoftank kan doorstaan voordat hij knikt.

 

De shell-buckling data waarmee Nasa momenteel werkt, dateren nog voor een belangrijk deel uit het tijdperk van de Apollo-missies, dus van voor de ontwikkeling van geavanceerde computermodellen en moderne composieten. Met de nieuwe data kan Nasa berekeningen maken voor het ontwerp van lichtere externe brandstoftanks voor toekomstige raketten.

 

Het lijdend voorwerp van de test, een tank gemaakt van een aluminium-lithiumlegering, is 6,5 meter hoog en heeft een diameter van 9 meter. Het gevaarte zal worden gesandwiched tussen twee stalen cilinders die samen een maximale kracht van 4,4 MN (meganewton) loodrecht kunnen uitoefenen. Als voorbereiding hebben medewerkers van Nasa met dezelfde installatie reeds vier kleinere tanks (ieder met een diameter van drie meter) geplet.

 

Lees verder onder de afbeelding

Het brandstoftanksegment is hier zojuist op de onderste stalen cilinder gehesen. (Copyright: NASA)

 

Op de testtank worden honderden sensoren aangebracht die het exacte verloop van de belasting, verplaatsing en lokale vervorming kunnen registreren. De buitenkant van de tank is bedekt met duizenden stippen, die dienen als hulpmiddel om met fotogrammetrie (hogesnelheidscamera’s) iedere vervorming van het object in fracties van seconden te kunnen vastleggen.

 

‘Elementen van ruimtevaartuigen, vooral brandstoftanks, moeten zo dun mogelijk zijn’, zegt Mark Hilburger, Nasa’s eerste man voor dit Shell Buckling Knockdown Factor Project. ‘Iedere extra kilogram betekent immers dat je minder lading kunt meenemen en dat de kosten van een lancering omhoog gaan.’

 

Nasa wil dat de toekomstige brandstoftanks van aluminium-lithiumlegeringen twintig procent minder wegen dan de huidige generatie brandstoftanks. ‘Met de data van deze buckling test kunnen onze ontwerpers met meer zekerheid aan de slag gaan bij het ontwikkelen van de heavy-lifters van de toekomst’, aldus Hilburger.

 

De verantwoordelijkheid voor het ontwerp van de test ligt bij Nasa’s Engineering and Safety Center. Het testobject zelf (de brandstoftank) is gebouwd door Lockheed Martin Space Systems met geavanceerde lastechnieken.