KNOW HOW ITALIANO NELLO SPAZIO - SOLUZIONI - Ecor International
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SOLUZIONI
Anna Rucci
KNOW HOW
ITALIANO
NELLO SPAZIO
SONO FRUTTO DELL’ALTA SPECIALIZZAZIONE
E DELL’ESPERIENZA NELLA COSTRUZIONE
DI STRUTTURE COMPLESSE DI UN’AZIENDA
ITALIANA I TUBI RIGIDI IN TITANIO CHE SONO
STATI INTEGRATI NEL CIRCUITO DI PROPULSIONE
DEL VEICOLO SPAZIALE CHE RIFORNISCE LA
STAZIONE SPAZIALE INTERNAZIONALE
E
ra il 18 settembre 2013 quando dalla base Na-
sa di Wallops Flight Facility, nelle isole Wallops.
(Virginia) veniva lanciato il primo PCM (Pressu-
rized Cargo Module) Cygnus, un veicolo spaziale che
due volte all’anno rifornisce la Stazione Spaziale In-
ternazionale (ISS), la piattaforma in orbita a 400 chi-
lometri dalla terra, dove astronauti di diverse nazio-
ni svolgono esperimenti e test di diversa natura. Do-
po cinque giorni di navigazione nello spazio, il PCM
Cygnus viene agganciato dal braccio robotico dell’ISS
che lo blocca alla porta Nadir del modulo di connes-
sione Nodo 2 da cui si sgancerà dopo circa 30 giorni
per poi disintegrarsi al rientro in atmosfera. Oltre che
per il rifornimento di ossigeno e acqua, il PCM Cygnus
Dopo cinque giorni di navigazione nello spazio,
è utilizzato da università, centro di ricerche e aziende
la navicella viene agganciata dal braccio robotico
per portare materiali e strumenti scientifici necessa- della Stazione Spaziale da cui si sgancerà dopo circa
ri ad eseguire esperimenti e prove in assenza di gra- 30 giorni disintegrandosi al rientro in atmosfera
vità. Infatti, grazie alle specifiche condizioni ambien-
il progettista industriale
tali e fisiche presenti in orbita, gli astronauti possono Modulo Cargo Pressurizzato (PCM), progettato e co-
svolgere test che coinvolgono, ad esempio, materia- struito, in ottemperanza del contratto con l’Agenzia
li, animali e piante. Al primo lancio nel 2013 PCM Cy- Spaziale Statunitense Nasa, a Torino da Thales Ale-
gnus ne sono seguiti altri fino all’ultimo, il quattordice- nia Space, joint venture tra Thales (67%) e Leonardo
simo, del 2 novembre 2020. (33%). Per la realizzazione di questo modulo, più leg-
gero e dal design più efficiente, in grado di accogliere
Elementi con geometrie maggior peso e volume di carico utile dei preceden-
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particolarmente complesse ti, l’azienda ha utilizzato un nuovo sistema di saldatu-
Il veicolo spaziale PCM Cygnus è composto da un ra ad attrito. Oltre alla tecnologia Thales, nel PCM Cy-
Modulo di Servizio di Northrop Grumman, produtto- gnus è rappresentato il know how anche di un’altra
re statunitense di tecnologie per l’Aerospazio, e un azienda italiana: la Ecor International Spa, con sede a
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PCM Cygnus
è un veicolo
spaziale che due
volte all’anno
rifornisce la
Stazione Spaziale
Internazional
Rinaldo Rigon,
Key Account
Manager
Aerospace
Il forno ad alto vuoto di Ecor International può raggiungere i 1.400 La camera bianca è fondamentale
°C, viene utilizzato per i trattamenti termici anche per il settore per la realizzazione dei tubi destinati
aerospaziale. Qui sono stati eseguiti i trattamenti di degasaggio dei al PCM Cygnus i cui componenti non
fogli di titanio dello scudo termico del Solar Orbiter devono risultare inquinati
il progettista industriale
Schio (Vi), che ha prodotto i tubi rigidi sagomati in le- ta della Stazione Spaziale Internazionale. L’azienda vi-
ga di titanio i quali, una volta integrati, hanno costitu- centina è stata selezionata tra una cerchia di fornitori
ito il circuito di propulsione del veicolo spaziale, ne- sia per sua specializzazione sia sulla base dei risultati
cessario a pilotarlo durante l’ancoraggio alla Stazio- soddisfacenti ottenuti nelle precedenti collaborazioni
ne Spaziale Internazionale. Il circuito di propulsione con Thales Alenia Space. In particolare è stata scel-
ha, infatti, lo scopo di posizionare il modulo spaziale ta grazie alla disponibilità di personale qualificato, tra
PCM Cygnus in orbita, di movimentarlo e di orientar- cui International Welding Engineer e gli ispettori di
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lo correttamente durante la fase di ancoraggio all’ISS. terzo livello per i controlli non distruttivi, alle sue ca-
Di conseguenza, viene attivato in orbita ed è fonda- pacità organizzative e gestionali dei progetti e alla di-
mentale perché se non ci fosse il veicolo spaziale non sponibilità di impianti all’avanguardia come, ad esem-
potrebbe essere agganciato correttamente alla por- pio, la camera bianca. Questa, come è noto, è un’a-
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rea compartimentata, chiusa e in leggera sovrapres- gorosi e fondamentali nella verifica dell’idoneità dei
sione verso l’esterno, che viene utilizzata per realiz- componenti. Inoltre, il circuito di propulsione del mo-
zare operazioni cosiddette “pulite”, come, ad esem- dulo, di cui questi tubi sono elementi essenziali, vie-
pio, saldature e integrazioni che non devono inqui- ne caricato con un propellente, pertanto tutti i com-
L’azienda ha nare componenti particolarmente delicati per la loro ponenti devono essere in grado di reggere condizioni
prodotto i tubi destinazione d’uso. I tubi realizzati da Ecor Interna- operative che prevedono basse temperature ed ele-
rigidi in titanio tional sono componenti con spessori particolarmente vate pressioni. Per la produzione di questi tubi è stata
montati sul PCM
Cygnus presso sottili, di soli pochi decimi di millimetro, perché devo- necessaria la progettazione di attrezzature funziona-
lo stabilimento no soddisfare la necessità di ridurre al minimo il peso li alla fase successiva di piegatura a controllo numeri-
di Schio (Vi), del veicolo spaziale e di conseguenza dei costi di lan- co, quali prese e matrici sagomate, cioè sistemi mec-
un complesso
cio. A causa di questo spessore ultra sottile, le cur- canici su cui viene posizionato il componente con la
industriale di
circa 18 mila vature tridimensionali dei tubi sono molto complesse funzione di conferirgli la piegatura corretta secondo
metri quadri ed estremamente delicate da realizzare perché pos- le specifiche del progetto.
dotato di impianti sono generare con facilità difetti non accettabili, tali «Il design dei tubi – ha spiegato l’ingegnere Rinaldo
e attrezzature
di ultima da compromettere in modo serio la sicurezza del pro- Rigon, Key Account Manager Aerospace e responsa-
generazione dotto. Per tale motivo, i controlli qualità sono molto ri- bile del progetto – è stato realizzato da Thales Ale-
nia Space che ha fornito ad Ecor International tutte le
UNA COLLABORAZIONE CONSOLIDATA specifiche da utilizzare come riferimento per la pro-
duzione, quali le caratteristiche, lo spessore e i difetti
Nel tempo Ecor International Spa, azienda specializzata nella produzione di com-
ponenti critici in acciaio e leghe speciali di elevata complessità, ha sviluppato un
accettabili. La realizzazione dei tubi – ha sottolinea-
modello industriale orientato alla diversificazione che ha portato alla nascita del- to – presentava difficoltà legate alle geometrie, parti-
le aree di business: Alimentare, Aerospazio e Difesa e Meccanica Avanzata. Inol- colarmente complesse. Infatti, un unico tubo presen-
tre, l’azienda svolge attività di Ricerca Industriale cui fa capo Il Sentiero Internatio- tava curvature complesse, sia a raggio fisso che va-
nal Campus Srl, un centro di ricerca industriale dedicato allo studio e allo svilup-
po di soluzioni in specifiche aree scientifiche: Ingegneria delle Superfici, Ingegne-
riabile, pertanto è stata preceduta dal controllo visi-
ria dell’Affidabilità, Manifattura Additiva, Tecnologie di Giunzione, Progettazione e vo ad alto ingrandimento, dal controllo dimensionale
Prototipazione. Oltre alla realizzazione dei tubi per il PCM Cygnus, Ecor Internatio- e da test con l’utilizzo di liquidi penetranti fluorescen-
nal ha collaborato con Thales Alenia Space nell’ambito di due progetti: il Solar Orbi- ti, dal controllo con scanner 3D, in grado di rilevare la
ter e l’Orion Multi-Purpose Crew Vehicle.
corrispondenza tra le caratteristiche dei componenti
Nel primo, una missione guidata da ESA con la partecipazione della Nasa, l’azienda
ha eseguito trattamenti di degassaggio dei fogli di titanio dello scudo termico del- fisici con quelle previste in sede di progetto, e da un
la sonda, decollata lo scorso febbraio da Cape Canaveral, dedicata allo studio del controllo tramite video endoscopio per la verifica del-
campo magnetico e all’osservazione ravvicinata del Sole. Durante l’estate, la son- la superficie interna.
da ha effettuato il primo passaggio ravvicinato alla stella e ha inviato le immagini più
Nel corso di questa fase di test sono stati identifi-
dettagliate mai ottenute da una sonda. Invece, l’Orion Multi-Purpose Crew Vehicle
(MPCV) è un veicolo spaziale in fase di sviluppo dalla Nasa in collaborazione con cati, analizzati e risolti i difetti riscontrati, quali cric-
l’ESA che consentirà l’esplorazione umana degli asteroidi e degli spazi cislunari, in che, grinze e rotture di materiale. Ciò ha permesso di
vista di un futuro sbarco su Marte. Ecor International partecipa alla realizzazione mettere a punto i parametri di piega così da elimina-
dell’European Service Module, un modulo di servizio che contiene una serie di si-
re, nella fase di produzione vera e propria, difetti di
stemi necessari alle operazioni spaziali: la propulsione, il rifornimento di energia, il
controllo termico e la fornitura degli elementi per la vita degli astronauti quali ossi- questo tipo. L’esecuzione di questi test ha consenti-
geno, acqua e azoto. Per questo progetto, l’azienda ha realizzato dei tubi rigidi sa- to di mettere a punto correzioni e miglioramenti nelle
gomati e ha eseguito saldature e integrazione di alcuni componenti critici. procedure di lavorazione». Per la finitura dei tubi so-
no stati eseguiti trattamenti chimici superficiali e una
pulizia particellare in laboratorio, realizzata da un for-
il progettista industriale
nitore esterno. «Come spesso accade per circuiti pro-
pulsivi, ci è stato richiesto un elevato livello di pulizia
e l’assenza di contaminazione da impurità esterne,
oltre a tolleranze molto strette – ha aggiunto l’inge-
gner Piermario Campagnari, Operations Manager Ae-
rospace e responsabile dell’esecuzione del progetto
– In altre parole tutte le lavorazioni dovevano essere
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precise e accurate al decimo di millimetro. Per questo
motivo siamo particolarmente soddisfatti del risulta-
to raggiunto e ora puntiamo alla realizzazione di nuovi
kit per i successivi moduli PCM Cygnus».
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