¿Por qué se usaron juntas tóricas de goma en lugar de un material más robusto para sellar los segmentos de los impulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial?

La carga mecánica ejercida sobre las juntas durante el procedimiento de arranque del motor principal requería que las juntas pudieran flexionarse. El material elegido para las juntas tóricas se basó en el entorno que se esperaba que vieran. Con las juntas tóricas firmemente selladas, nunca verían nada cerca de la temperatura de la llama, pero se calentarían y el material elegido lo tuvo en cuenta. De hecho, después de todo el análisis posterior al Challenger, la NASA se quedó con el mismo material porque funcionó muy bien para ese propósito.
El problema con ese material de goma en el Challenger era que las condiciones eran tan frías que los anillos perdieron su flexibilidad y no pudieron mantener el sello.
Parte de la solución fue ajustar las restricciones de lanzamiento para no permitir un lanzamiento si hacía demasiado frío y poner calentadores en las articulaciones para garantizar que nunca se enfríen lo suficiente como para ponerse rígidos.
La forma en que se diseñaron las juntas, siempre que no hubiera flujo de gas a través de las juntas (una fuga), el gas de combustión caliente nunca podría llegar a ellas, y sospecho que se pondrían más calientes justo al final de la quemadura cuando el combustible casi se había acabado.

Las juntas tóricas están diseñadas en función de las tensiones mecánicas y las condiciones ambientales que experimentan durante la aplicación. A veces, puede haber algunos factores imprevistos y extraños que dañan dramáticamente la junta tórica. Eso es lo que sucedió en el caso de la lanzadera y puede ocurrir en cualquier otro caso de uso de juntas tóricas. Además de los efectos de cada parámetro mecánico y ambiental individualmente, a veces hay efectos sinérgicos como resultado de la combinación de algunos factores. Por ejemplo, la presencia de tensión mecánica y el contacto con algunas sustancias químicas (p. Ej., Detergentes / emulsionantes) acelera la degradación y el fallo de la junta tórica antes de lo previsto y falla en tensiones mucho menos que alcanzar la resistencia del material.

En realidad, los anillos se dañaron antes en otros lanzamientos. Pero tal vez no en un grado que se considerara un riesgo. Trabajé en el otro extremo de la vida del transbordador en un lanzamiento del SRB-DSS (subsistema de desaceleración de refuerzo de cohete sólido) o las rampas cuando cayeron de regreso a la Tierra.