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Siga la industria espacial el tiempo suficiente y notar\u00e1 que una gran cantidad de fallas catastr\u00f3ficas de sat\u00e9lites o veh\u00edculos de lanzamiento pueden atribuirse a una parte f\u00edsicamente peque\u00f1a pero ubicua: las v\u00e1lvulas.<\/p>\n
Las v\u00e1lvulas desempe\u00f1an un papel fundamental en la arquitectura de la nave espacial, regulando el flujo de presiones, como el helio, y los propulsores. Tambi\u00e9n se pueden encontrar en veh\u00edculos de lanzamiento y, por su n\u00famero, son uno de los subcomponentes m\u00e1s comunes de estos sistemas. Esta realidad se puso de relieve esta semana, cuando Astrobotic anunci\u00f3 que su m\u00f3dulo de aterrizaje lunar Peregrine no podr\u00eda intentar un aterrizaje suave en la luna debido a una fuga de propulsi\u00f3n que puso fin a la misi\u00f3n, probablemente con or\u00edgenes en una v\u00e1lvula que no pudo volver a sellarse.<\/p>\n
Pero Astrobotic est\u00e1 lejos de ser la \u00fanica compa\u00f1\u00eda espacial que tuvo una misi\u00f3n interrumpida por problemas con las v\u00e1lvulas durante las pruebas o en \u00f3rbita. boeing enfrent\u00f3 importantes retrasos en la misi\u00f3n <\/span>para el segundo vuelo de prueba orbital de su c\u00e1psula tripulada Starliner debido a problemas con las v\u00e1lvulas, y en 2019, Crew Dragon de SpaceX explot\u00f3 durante una prueba en tierra<\/span> debido a una v\u00e1lvula con fugas en el sistema de propulsi\u00f3n.<\/p>\n \u00abHay mil formas diferentes de hacer que una v\u00e1lvula se sienta insatisfecha\u00bb, dijo Jake Teufert, director de tecnolog\u00eda de Benchmark Space Systems, una startup con sede en Vermont que desarrolla sistemas de propulsi\u00f3n para naves espaciales.<\/p>\n Incluso mil podr\u00edan ser un eufemismo. En general, las v\u00e1lvulas se componen de un \u00e9mbolo que debe volver a asentarse despu\u00e9s de ser accionado y que debe cerrarse formando un sello. \u00abSi hay alg\u00fan problema con eso, puede cerrarse mal y causar fugas\u00bb, dijo Grant Bonin, dise\u00f1ador de naves espaciales y fundador de GravityLab.<\/p>\n Pero esta descripci\u00f3n es demasiado simple, hasta el punto de inducir a error. Las v\u00e1lvulas aeroespaciales deben fabricarse con alt\u00edsima precisi\u00f3n, ser lo m\u00e1s livianas posible y poder soportar una serie de extremos: temperaturas extremas, fluidos extremos, entornos de vibraci\u00f3n extrema y presiones extremas, a veces hasta miles de libras por pulgada cuadrada. Las v\u00e1lvulas tambi\u00e9n deben tener requisitos de fugas ultrabajas; Teufert dijo que algunas v\u00e1lvulas tienen tasas de fuga permitidas equivalentes a la fuga de s\u00f3lo un gramo de helio en el transcurso de 200 a\u00f1os.<\/p>\n Para complicar a\u00fan m\u00e1s las cosas, est\u00e1n las realidades f\u00edsicas subyacentes con las que deben lidiar los ingenieros y fabricantes de v\u00e1lvulas. Por ejemplo, algunos combustibles y oxidantes son incompatibles con ciertos pol\u00edmeros de juntas de v\u00e1lvulas, y la incompatibilidad qu\u00edmica puede provocar problemas como corrosi\u00f3n o grietas. Los ingenieros tambi\u00e9n deben estar atentos a los \u00abdesechos de objetos extra\u00f1os\u00bb o FOD, la part\u00edcula m\u00e1s peque\u00f1a de desechos o impureza que puede obstruir una v\u00e1lvula o impedir el sellado adecuado. Incluso las fugas peque\u00f1as pueden causar efectos desbocados, porque el gas en r\u00e1pida expansi\u00f3n enfr\u00eda las cosas, lo que puede sacar la v\u00e1lvula de su rango de temperatura aceptable.<\/p>\n Los ingenieros someten las naves espaciales a una serie de pruebas en tierra, pero el entorno de vuelo s\u00f3lo puede igualarse hasta cierto punto, explic\u00f3 Teufert.<\/p>\n \u201cCiertamente puedes arrojar algo sobre la mesa agitadora y hacer un [vibration] perfil, pero es posible que no lo hagas mientras tambi\u00e9n est\u00e9s completamente presurizado y expuesto a vapores oxidantes, que es lo que sucede en vuelo\u201d, dijo. \u00abLa mayor\u00eda de los laboratorios de pruebas, si pones un tanque lleno de tetr\u00f3xido de nitr\u00f3geno en una mesa agitadora, no te dir\u00e1n ‘no’, sino ‘diablos, no'\u00bb.<\/p>\n Al final del d\u00eda, los ingenieros se enfrentan a una lista incre\u00edblemente larga de modos de falla y en alg\u00fan momento deben determinar su confianza en las pruebas. Adem\u00e1s, no es raro que las empresas consuman todo su margen de cronograma con dise\u00f1o, adquisiciones y construcci\u00f3n, dejando al departamento de pruebas con la mayor presi\u00f3n de cronograma.<\/p>\n \u00abCuando hay rotaci\u00f3n interna y cuando se trabaja con un mont\u00f3n de proveedores diferentes, puede ser muy f\u00e1cil no realizar pruebas adecuadas y pasar por alto algunos de estos problemas\u00bb, dijo Bonin.<\/p>\n Podr\u00eda ser tentador pensar, \u00bfpor qu\u00e9 no agregar una v\u00e1lvula adicional, de modo que si una no se abre, haya una v\u00e1lvula de respaldo? Pero agregar dos v\u00e1lvulas (o cualquier subcomponente adicional) puede crear modos de falla completamente nuevos que nunca tendr\u00eda con una sola v\u00e1lvula.<\/p>\n El otro tema es la cadena de suministro. A pesar de los vol\u00famenes relativamente altos de naves espaciales que salen del programa Starlink de SpaceX, Kuiper de Amazon, OneWeb y toda la serie de nuevas empresas espaciales emergentes, los subcomponentes de las naves espaciales todav\u00eda est\u00e1n muy, muy lejos de ser producidos en masa.<\/p>\n \u00abEn esencia, el problema es que el espacio simplemente no es un mercado de masas\u00bb, dijo Bonin. \u201cCada vez que alguien en el sector aeroespacial habla de producci\u00f3n en masa, me r\u00edo entre dientes, porque a veces hacemos cosas en un volumen intermedio, pero no hacemos nada que sea verdaderamente producci\u00f3n en masa. Por eso no somos los clientes prioritarios de estas empresas\u201d. Teufert se hizo eco de estos pensamientos y dijo: \u00abComo industria, todav\u00eda estamos en el punto de ser hardware artesanal, hecho a mano, si es que se trata de algo espec\u00edfico aeroespacial, y eso definitivamente se extiende a las v\u00e1lvulas\u00bb.<\/p>\n Debido a los vol\u00famenes relativamente peque\u00f1os de producto, la fabricaci\u00f3n sigue siendo en gran medida a medida, con muchas v\u00e1lvulas fabricadas en series muy peque\u00f1as para sistemas de propulsi\u00f3n o naves espaciales espec\u00edficos. Pero la competencia de los proveedores no es necesariamente estable en el tiempo, porque el proceso es muy boutique y depende en gran medida del conocimiento tribal.<\/p>\n \u00abSi es algo que est\u00e1n produciendo en gran escala por a\u00f1o, tienen excelentes procesos y conocimientos bien distribuidos sobre c\u00f3mo fabricar esa v\u00e1lvula u otro componente de manera confiable a lo largo del tiempo\u00bb, dijo Teufert. \u00abMientras que la peque\u00f1a y extra\u00f1a v\u00e1lvula aeroespacial de la que est\u00e1n fabricando 10 por a\u00f1o para este nicho de mercado, es [made by] un tipo llamado Bob, que tiene poco m\u00e1s de 60 a\u00f1os y tiene un pie en la jubilaci\u00f3n. Los hace cada dos a\u00f1os y luego Bob se va, y todo ese conocimiento tribal se va por la puerta porque no hab\u00eda nadie que subiera bajo las \u00f3rdenes de Bob. Lo he visto en un mont\u00f3n de componentes\u201d.<\/p>\n Sin duda, esto no es cierto para todos los programas; por ejemplo, el verano pasado el dise\u00f1ador y fabricante de v\u00e1lvulas Marotta anunci\u00f3 que hab\u00eda entregado su v\u00e1lvula solenoide CoRe n\u00famero 30.000<\/span> a SpaceX. Pero en otros casos, las empresas espaciales m\u00e1s peque\u00f1as deben lidiar con plazos de fabricaci\u00f3n m\u00e1s largos en vol\u00famenes m\u00e1s peque\u00f1os, comprar productos comerciales listos para usar o intentar encontrar una soluci\u00f3n internamente.<\/p>\n La presidenta y directora de operaciones de SpaceX, Gwynne Shotwell, con representantes de Marotta. Cr\u00e9ditos de imagen:<\/strong> Marota<\/p>\n<\/div>\n \u00abPuedo comprar la misma pieza dos veces, pero si Jim hizo la Parte A y Joe hizo la Parte B, aunque tengan el mismo n\u00famero de pieza, su calidad es dram\u00e1ticamente diferente\u00bb, dijo Bonin. O si su t\u00e9cnico principal tuvo un lunes de mierda, es posible que se haya saltado un paso. Simplemente hay errores humanos en todas partes en estas cosas\u201d.<\/p>\n<\/p><\/div>\n