A cápsula Orion da missão Artemis II retornou com segurança ao Oceano Pacífico, concluindo o voo tripulado mais ambicioso desde o programa Apollo.
Pesquisadores da Universidade Rice desempenharam papel fundamental nesse êxito ao desenvolverem simulações de interação fluido-estrutura para o sistema triplo de paraquedas.
O trabalho conduzido por Tayfun E. Tezduyar e Kenji Takizawa, em colaboração com o Centro Espacial Johnson da NASA, permitiu identificar e corrigir instabilidades nos equipamentos.
As simulações, finalizadas em 2013, foram decisivas para otimizar o desempenho do conjunto de paraquedas.
As análises revelaram variações no diâmetro provocadas por forças aerodinâmicas que poderiam gerar oscilações perigosas na velocidade de descida.
Era essencial equilibrar o tamanho suficiente para proporcionar o arrasto necessário com a estabilidade para evitar flutuações prejudiciais.
O conceito de interação fluido-estrutura mostrou-se crucial ao capturar a relação bidirecional entre o ar e o tecido.
O formato influencia o fluxo de ar e o fluxo, por sua vez, deforma a estrutura, conforme detalhou o portal de notícias da Universidade Rice.
Testes práticos da NASA haviam indicado flutuações de diâmetro em modelos baseados nos paraquedas do programa Apollo.
Os cálculos de FSI confirmaram o problema e orientaram os ajustes que resultaram em maior estabilidade do sistema.
O projeto final atendeu aos requisitos ao oferecer o arrasto adequado para um pouso controlado e uma trajetória livre de oscilações perigosas.
Essa contribuição reduziu significativamente os custos e o tempo de desenvolvimento ao limitar a quantidade de testes físicos.
Cada experimento real envolvia incertezas relacionadas a condições climáticas e logística operacional.
As simulações computacionais permitiram eliminar diversos protótipos antes mesmo de sua construção física.
Os cálculos complexos envolveram a resolução simultânea das equações de fluxo de ar e da deformação do tecido.
O acoplamento numérico robusto foi essencial para lidar com o design ringsail, que possui centenas de aberturas.
Os pesquisadores consideraram ainda a interação aerodinâmica entre os três paraquedas operando em cluster.
Essa complexidade demandou modelos de alta precisão para garantir resultados confiáveis em condições reais.
A cápsula suportou temperaturas de até 2.760 graus Celsius durante a reentrada atmosférica.
O sistema de paraquedas desacelerou o módulo até cerca de 27 quilômetros por hora no momento do splashdown.
Paraquedas de frenagem iniciais, conhecidos como drogue chutes, foram empregados para estabilizar a descida antes da abertura dos principais.
A missão representou o primeiro voo tripulado além da órbita terrestre desde o programa Apollo.
O trabalho iniciado há mais de dez anos pela Universidade Rice fortaleceu a base técnica para missões tripuladas no espaço profundo.
Investimentos consistentes em simulações computacionais revelam-se determinantes para superar os desafios da engenharia aeroespacial.
Com informações de phys.org.
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