211service.com
Hoe Columbia-achtige Space Shuttle-rampen te voorkomen?
Wanneer en als de Large Hadron Collider eindelijk in actie komt, zal hij een brandslang van gegevens produceren zoals natuurkundigen nog nooit hebben gezien. Deze gegevens zullen bestaan uit de sporen van het puin van ongeveer een miljard botsingen per seconde, zoals gemeten door deeltjesdetectoren die rond de botsingslocaties zijn geclusterd.
Dat zijn veel te veel gegevens om in detail te analyseren, dus de meeste zullen eenvoudigweg worden weggegooid met behulp van een eenvoudig filtersysteem dat naar interessante trajecten zoekt en deze opslaat. Dat proces zou uiteindelijk ongeveer honderd gebeurtenissen per seconde moeten filteren voor latere gedetailleerde analyse. En dit alles moet in realtime gebeuren, aangezien elke vertraging de buffercapaciteit van het gaspedaal snel zou overweldigen.
Dus wat heeft dit allemaal te maken met de spaceshuttle? Het blijkt dat een groep ingenieurs bij NASA een soortgelijk mechanisme wil gebruiken om de baan van puin rond de spaceshuttle te analyseren terwijl deze opstijgt. Hun doel is om het traject van deze puindeeltjes te gebruiken om hun massa en dichtheid te bepalen en ook om hun oorsprong te traceren. Met de juiste soort analyse zou het mogelijk moeten zijn om potentieel schadelijke trajecten te signaleren zodra ze zich voordoen.
Het is niet nodig om uit te leggen waarom dat belangrijk is, maar hier gaat het. In 2003 veroorzaakte de impact van puin met de spaceshuttle Columbia tijdens de lancering zo'n schade aan het voertuig dat het de terugkeer niet kon overleven. Een betere analyse van dat incident had de omvang van de schade kunnen identificeren en zo het verlies van die shuttle kunnen voorkomen.
Philip Metzger van het Kennedy Space Center en zijn vrienden hebben de eerste fase van een filtersysteem gebouwd dat dat werk in realtime zou kunnen doen met behulp van een paar camera's die de lancering vanuit verschillende hoeken in hoge resolutie opnemen. Samen geven deze beelden een 3D-weergave van de lancering, waardoor een computer de baan van eventueel puin kan reconstrueren. Dat is geen rocket science, maar vreemd genoeg is het nooit gebruikt om lanceringen te analyseren.
Metzger en co hebben hun idee op de proef gesteld door een stuk puin te analyseren dat tijdens de lancering van STS-124 in mei 2008 werd opgeworpen. Destijds maakten NASA-ingenieurs zich zorgen dat dit puin een baksteen was van een vlamgeul onder de shuttle . Een steen die de shuttle raakt tijdens de lancering kan aanzienlijke schade hebben aangericht.
De nieuwe techniek laat echter zien dat het puindeeltje schuim met een lage dichtheid is, vrijwel zeker afkomstig van de vaste raketaanjaagplug. Dit zou weinig gevaar hebben opgeleverd voor de shuttle.
Als we tot die conclusie komen, heeft een jaar later natuurlijk weinig zin voor de shuttlebemanning, die de conditie van hun voertuig vrijwel onmiddellijk moet beoordelen en zeker voordat ze aan de terugkeer beginnen.
Dat is waar het LHC-achtige filtermechanisme om de hoek komt kijken. Metzger zegt al dat de gegevens gemakkelijk te verzamelen zijn met hun twee camera's, maar het probleem is om er doorheen te kammen voor interessante en bruikbare inzichten. Een LHC-achtig filtersysteem zou er tijdens de lancering gewoon doorheen kammen en alleen die puinsporen filteren die dicht en massief genoeg zijn om een bedreiging te vormen.
Dat zou levens kunnen redden en hoewel de shuttle volgend jaar rond deze tijd met pensioen gaat, zou het proces gemakkelijk kunnen worden toegepast op toekomstige raketlanceringen overal ter wereld.
Referentie: arxiv.org/abs/0910.4357 : Fotogrammetrie en ballistische analyse van een hoogvliegend projectiel in de lancering van de STS-124 Space Shuttle