Modelli di perforazione e frammentazione di serbatoi in pressione

In seguito all’aumento degli investimenti nel settore spaziale degli ultimi decenni, si è determinato un incremento costante di detriti orbitali, e con questo, un aumento del numero di possibili collisioni. Di conseguenza, è emersa la necessità di sviluppare modelli detritici più accurati andando a valutare il rischio legato ad impatti iper-veloci, al fine di prevenire il fallimento delle missioni, evitando anche la potenziale perdita di vite umane. In particolare, poiché la maggior parte degli spacecraft ospita a bordo almeno un serbatoio pressurizzato, che costituisce quasi il 60% della sua dry mass, è evidente che una significativa quota di detriti orbitali è generata dalla rottura catastrofica di tali serbatoi. Sebbene siano state condotte numerose sperimentazioni al fine di determinare le variabili che influenzano la rottura dei tank dovuta ad HVI, esiste ancora una carenza di dati riguardanti il numero di frammenti previsto. A differenza del settore aerospaziale, nel campo dei serbatoi industriali in pressione esistono modelli previsionali basati su dati sperimentali, che utilizzano un approccio statistico per determinare il numero di frammenti generati e le relative velocità di proiezione. Pertanto, la nostra trattazione si propone, oltre che di sviluppare le equazioni balistiche di rottura già presenti allo stato dell’arte per distinguere i casi di perforazione da quelli di rottura catastrofica, di valutare l'applicabilità dei modelli industriali all’ambito spaziale, basandosi anche sui limitati dati disponibili in letteratura per la loro validazione. Attraverso questa ricerca, intendiamo quindi contribuire al miglioramento delle conoscenze riguardanti il fenomeno di frammentazione dei tank e alla definizione di leggi empiriche semplici per valutare e gestire il rischio associato alle collisioni orbitali. Ciò consentirà di preservare l'integrità delle missioni spaziali e di garantire la sicurezza delle attività umane nello spazio.