Rompecabezas: ¿qué nave(s) espacial(es) incorporaron elementos estructurales de madera real?

No es una pregunta engañosa, sino un verdadero enigma: ¿qué nave espacial o naves espaciales incorporaron elementos estructurales de madera real?

Creo que la madera sería una elección poco probable para un elemento estructural de una nave espacial. Ver popsci.com/article/technology/…
@AnthonyX Estoy de acuerdo, ¡y sin embargo existe esto ! La década de 1960 fue una década bastante creativa para la tecnología. De acuerdo, también lo fueron gran parte de los años 50 y 70.
No es realmente una respuesta, pero... Dado que muchos polímeros y materiales plásticos provienen del petróleo, es una exageración, pero parte de eso alguna vez fue madera. Y para el caso, queroseno...
Sin embargo, esta respuesta de @djr analiza el uso de madera real.
No estoy seguro de considerar la madera de balsa como un elemento estructural en este caso; como amortiguador de impacto, parecería estar diseñado para aplastarse bajo su verdadera carga operativa.
@AnthonyX si bien el uso es breve (milisegundos), durante la fase de contacto y desaceleración, el absorbedor es un dispositivo mecánico sólidamente en contacto con la carga útil y la superficie. Está diseñado para fallar lentamente de manera predecible, disipar energía y controlar la distancia entre la carga útil y la superficie en función del tiempo para lograr una desaceleración suave y controlada. Un ingeniero estructural usaría matemáticas de ingeniería estructural y software de ingeniería estructural para diseñarlo y simularlo. ¿Preferiría que un ingeniero de propulsión o un mecánico orbital hiciera el trabajo? :)
@AnthonyX Tenga en cuenta el uso de la " estructura de aterrizaje aplastable " en el módulo de aterrizaje Schiaparelli también.
Hoy en día, las estructuras de aterrizaje triturables suelen estar hechas de nido de abeja de aluminio en lugar de madera de balsa. Esto también se usa para la protección contra choques en vehículos terrestres: en un momento tuve un folleto de un fabricante que estaba siendo considerado para Schiaparelli, que principalmente tenía imágenes de trenes de alta velocidad.
@djr Siempre me pregunté qué ponían dentro de estas cosas .
¿Es esto sobre el tema como una pregunta que se puede responder? Tan interesante como es, parece una pregunta de lista.
@corsiKa ¿Quiere decir que cualquier respuesta que incluya más de un elemento de repente deja la pregunta fuera de tema? Rangers 3, 4 y 5 es de hecho la respuesta correcta y única. Si observa las otras respuestas, son elementos interesantes pero no realmente estructurales. Creo que la idea de una "pregunta de lista" es algo abierto o muy largo, no simplemente cualquier pregunta cuya respuesta incluye más de un solo objeto. Hay literalmente millones (las conté todas) de preguntas de stackoverflow para las que incluso una respuesta contiene más de una forma de hacer algo.
¿Cuentan los elementos estructurales del equipo estándar de la nave espacial ? Porque el TP-82 tenía culata y empuñadura de madera.
@SF. ¡Debes eliminar rápidamente tu comentario y preguntar como un rompecabezas!

Respuestas (10)

Los Rangers 3, 4 y 5 tenían cada uno un sismómetro encerrado en madera de balsa para limitar las cargas de impacto.

esfera de madera de balsa diagrama de Ranger Block II

¿Es eso Pasadena? ¿En algún lugar ultrasecreto de Nuevo México? El fondo se parece vagamente a un alojamiento.
Está en JPL, así que sí, Pasadena. Esa calle se ve más o menos igual hoy. Todavía usamos edificios construidos cuando JPL era una instalación del Ejército.
¡No solo madera sino balsa! Porque, como dice el viejo refrán: "la balsa vuela mejor"
¿Hay un historiador del JPL en la casa? ¿El famoso paquete SPICE de programas, utilidades y núcleos de datos recibió el nombre de "Melange" encontrado en el planeta Arakis? Puede que te haya llamado "friki de la ciencia ficción" indirectamente, pero he incluido una fuente de apoyo :-)

Muchos módulos de aterrizaje en Marte han utilizado escudos térmicos hechos de polvo de corcho en resina fenólica, incluidos Viking y Schiaparelli. (ESA usa un material llamado Norcoat Liège, "liège" significa corcho en francés).

¡Sí, bueno! Pero en ese caso ya no podemos llamarlo madera, estoy buscando una aplicación en la que las propiedades estructurales naturales de la madera se utilicen mecánicamente.
Correcto, como los ebanistas desprecian el tablero de partículas como "aserrín congelado".
Recuerdo haber discutido esto en los años 90 con una de las personas mayores que había estado en un establecimiento de investigación desde los años 50 y me hablaban de una aplicación en la que creo que se usó roble como base (no la capa externa !) de un escudo térmico porque tenía baja conductividad térmica y aún era estructuralmente estable, de alta resistencia y rigidez. Si fuera hecho por el hombre, se lo denominaría un compuesto de fibra avanzado (¡siempre y cuando no se moje!)

Creo que el lanzador Soyuz usa piezas de madera en el proceso de encendido del motor (enlace de prueba en ruso: https://geektimes.ru/post/273782/ )

¡Agradable! Se usa para la estructura: mantiene algo en su lugar. No puedo decirlo por el traductor de Google: ¿es solo la primera etapa (en el lanzamiento) o se usaron en las etapas superiores? ¿Madera en el espacio?
No, se usa para el proceso de encendido y no vuela al espacio.
Está bien, solo la ignición de la primera etapa, donde es de fácil acceso, y no en la ignición del motor de la etapa superior, eso tiene sentido. ¡Gracias!

¿Un transbordador espacial de madera?

Antes de que el transbordador espacial volara, se tuvieron que hacer muchas pruebas. Entre los elementos de prueba estaban el OV-101 (Enterprise), STA-099 (más tarde OV-099, Challenger) y Pathfinder (más tarde OV-098, sin designación STA conocida). Este último fue construido en parte de madera.

Empresa OV-101

Empresa OV-101

El Enterprise se construyó sin motores ni escudo térmico funcional. También faltaban muchos otros sistemas. Primero fue pensado como un artículo de prueba de vuelo, pero se planeó actualizarlo al estado de orbitador completo después de la conclusión de las pruebas, convirtiéndose en el segundo orbitador después de OV-102 Columbia. Los cambios de diseño durante la construcción de Columbia obligaron a la NASA a reconsiderar esto. Después del desastre del Challenger, se volvió a plantear el reacondicionamiento del Enterprise, pero finalmente se decidió no hacerlo.

Desafiador STA-099

Desafiador STA-099

Al igual que el Enterprise, el Challenger se construyó primero para realizar pruebas. Era un fuselaje completo con un módulo de tripulación de maqueta y protección térmica parcial. Se puso a prueba durante 11 meses. Después de eso, se equipó con un módulo de tripulación funcional, se modificaron las piezas y se lanzó en misiones orbitales como OV-099.

OV-098 Explorador

OV-098 Explorador

El transbordador espacial Pathfinder (número OV-098 asignado retroactivamente / de manera honoraria) fue otro artículo de prueba de orbitador de tamaño completo, pero construido en acero y madera. Se utilizó principalmente para probar todas las instalaciones terrestres del transbordador: grúas, carreteras y otros equipos pesados. Completó 6 misiones, pero ninguna de ellas fue al espacio. Más tarde se transformó en un modelo totalmente equipado utilizando un tanque de prueba (MPTA-ET) y dos carcasas prototipo de Advanced Solid Rocket Booster.

Explorador reacondicionado

¡Guau! Gracias por reunir toda esta información, incluidas las fotos históricas.
Los artículos de prueba de madera son comunes. He visto maquetas de madera de Buran, por ejemplo. Se utilizan para comprobar ajustes y otras pruebas en las que la resistencia estructural no es importante.
@Hobbes Así es, pero la mayoría no obtiene una designación comúnmente utilizada para naves espaciales. El Pathfinder es un caso un poco extremo, pero creo que artículos como este merecen más reconocimiento.
Siempre sentí que los fanáticos de Star Trek que hicieron campaña para colocar el nombre Enterprise en el primer transbordador que se lanzaría se habían equivocado. Deberían haber hecho campaña para colocar el nombre Enterprise en el primero programado para llevar humanos al espacio. De acuerdo con el canon de exhibición, el USS Enterprise era un buque de la clase Constitución, por lo que no era el líder de la clase, por lo que es más apropiado que el Enterprise no sea el primer transbordador construido, lanzado o incluso para llevar una tripulación (artículo de prueba de vuelo).

A mediados de la década de 1970, China tenía una serie de satélites de reconocimiento llamados Fanhui Shi Weixing (FSW) . Estos fueron diseñados bastante pronto. Eran recuperables y se usaban principalmente para mapeo y geografía interna de China. Eran recuperables porque al principio tenían cámaras de película como los primeros satélites espía estadounidenses. Estos tenían un escudo térmico hecho de roble blanco. Aparentemente funcionó bien ya que hubo bastantes misiones (¿veinte y tantos?). Más tarde intentaron convertirlos en naves espaciales tripuladas. En occidente se creía que tenían un fallo que provocó la pérdida del astronauta, por lo que se suspendió ese programa. Creo que FSW (con mejoras) se usó nuevamente para reconocimiento. Más tarde incorporaron gente en el programa de Shenzhou.

¡¡¡Guau!!! Gran respuesta, gracias por esta contribución! No es un material estructural per se, pero es un uso notable de la madera, no obstante. Encontré varias referencias a esto de inmediato, pero ¿puede agregar un enlace a su respuesta solo para futuros lectores? ¡¡Gracias!!
He hecho una pregunta de seguimiento .
Aquí hay un recurso astronautix.com/f/fsw.html

El Apollo SLA tenía paneles delgados de corcho para aislar el LM.

El techo del LM me parece aglomerado perforado, como la parte posterior de un televisor viejo, pero no tengo referencias para respaldar eso :)

WISA Woodsat está hecho de madera contrachapada regular; secado en cámara térmica pero por lo demás igual al que comprarías en una ferretería:

WISA Woodsat es un 'CubeSat' de 10x10x10 cm, un tipo de nanosatélite construido a partir de cajas estandarizadas, pero con paneles de superficie hechos de madera contrachapada. Las únicas partes externas que no son de madera de Woodsat son los rieles de esquina de aluminio que se utilizan para su despliegue en el espacio, además de un palo selfie de metal. [...]

“El material base para la madera contrachapada es el abedul, y estamos usando básicamente lo mismo que encontraría en una ferretería o para fabricar muebles”, explica el ingeniero jefe de Woodsat y cofundador de Arctic Astronatics, Samuli Nyman.

“La principal diferencia es que la madera contrachapada ordinaria es demasiado húmeda para usos espaciales, por lo que colocamos nuestra madera en una cámara de vacío térmico para que se seque. Luego, también realizamos la deposición de la capa atómica, agregando una capa muy delgada de óxido de aluminio, que generalmente se usa para encapsular la electrónica. Esto debería minimizar los vapores no deseados de la madera, conocidos como "desgasificación" en el campo espacial, al mismo tiempo que protege contra los efectos erosivos del oxígeno atómico. También probaremos otros barnices y lacas en algunas secciones de la madera”.

De este comunicado de prensa

ALD en madera contrachapada!
Espero que no te moleste, he añadido dos de sus videos.

Se discutió la madera de balsa para el aislamiento térmico de los tanques criónicos LH2 del cohete Saturno. Pero no había suficiente madera de balsa disponible, por lo que se utilizó espuma de poliuretano reforzada con fibra de vidrio.

¡Nunca lo hubiera imaginado! Escuché que en los "viejos tiempos" había cojinetes de bolas hechos de "madera de hierro" ( Lignum Vitae ) y mi (muy) vieja copia del Manual de maquinaria tiene muchas propiedades de la madera junto con metales y aleaciones.
@uhoh: No solo los rodamientos sino también los engranajes se fabricaron con Lignum Vitae autolubricante. Incluso relojes de péndulo muy precisos del famoso John Harrison. ¿Pero estás seguro de los "rodamientos de bolas"?
Estoy seguro de que lo escuché , pensé que fue hace mucho tiempo, por lo que la fuente ya no está disponible para "verificar dos veces". Siempre pensé que parecía extraño ya que la madera definitivamente no es isotrópica. ¡Podrían haber sido rodamientos cilíndricos, o algo que fue una mala idea y no funcionó!
Bueno, de hecho, ¡cojinetes cilíndricos en submarinos nucleares ! ¡ Mira aquí también ! ¡Está bien, entonces es verdad! Después de todos estos años, finalmente puedo estar seguro, ¡gracias, Google!

El FSW tenía un escudo térmico de roble. Vi uno en exhibición en la exhibición aérea del bicentenario (Richmond, Sydney, 1988). Esta nave se lanzó el 5 de agosto de 1987 y anteriormente se conocía en el oeste como China 20, luego se la llamó FSW 0-9 o FSW 0-10, según la cronología a la que se refiera. Cospar 1987 067A, NORAD 18306. El roble se quemó y parte se rompió cuando los asistentes de exhibición movieron la nave espacial. ¡Simplemente aspiraron la mayor parte para que el carbón no estropeara la alfombra! Pude fotografiar tanto el exterior como el interior (se había quitado el equipo).

En cuanto a los elementos estructurales, en la exhibición aérea de Farnborough de 1972 estuvo la nave espacial de respaldo Prospero (1971 093A). Los paneles solares tenían bisagras para brindar acceso a la electrónica interior y al marco de madera. Le pregunté al ingeniero sobre esto, afirmando que se trataba de una maqueta de baja fidelidad. No, me aseguró, era el respaldo real, ¡y sí, Próspero tenía un marco de madera! ¡Le creí, pero aún hoy tengo la persistente sospecha de que tal vez me estaban tirando de la pierna! Prospero fue construido en el Royal Aircraft Establishment en Farnborough, y este ingeniero fue uno de los que lo construyeron. Tengo entendido que este repuesto de vuelo ha sido donado al Museo de Ciencias de Londres. ¿Quizás algún visitante/personal del museo podría preguntarles a los conservadores sobre esto?

Excelente hallazgo, gracias! Resulta que FSW también se menciona aquí: ¿Por qué los primeros satélites (p. ej., el Fanhui Shi Weixing de China) volvieron a entrar primero en la atmósfera por el extremo estrecho (nariz)? ¡Bienvenidos al Espacio! :-)

La cubierta protectora del impulso del Apollo, que cubrió el módulo de comando durante el lanzamiento, lo protegió del tipo de daño de lanzamiento que condenó al transbordador Columbia y que fue expulsado con la torre de escape poco después del lanzamiento, estaba hecha de corcho.

La BBC, el 13 de octubre de 2022 , afirma: "El corcho... y sus propiedades de absorción de calor han protegido a los cohetes espaciales desde el programa del transbordador espacial hasta la nueva nave espacial Artemis de la NASA, que tiene corcho portugués en su morro".
Rompecabezas: ¿qué nave(s) espacial(es) incorporaron elementos estructurales de madera real?
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