Испытательный пуск зондирующей ракеты Atrax, проведённый на полигоне Кауаи, которым управляет Сандийские национальные лаборатории, предоставил инженерам массив данных о реальных вибрационных нагрузках при возвращении в атмосферу. Эта информация позволит уточнить расчётные модели и усовершенствовать проектирование неядерных компонентов для первой за почти тридцать лет новой ядерной боеголовки Соединённых Штатов, разрабатываемой под шифром W93. Как пояснил аэрокосмический инженер Сандийских лабораторий Росс Вагнильд, полученные результаты укрепляют достоверность моделирования, и чем раньше достигается уверенность в инструментарии, тем больше времени остаётся на корректировку конструкции узлов. Разработка W93 ведётся для морской составляющей стратегической триады одновременно с созданием нового блока возвращения, который защищает боеголовку и доставляет её к цели.
Зондирующие ракеты являются суборбитальными аппаратами, позволяющими проводить эксперименты без масштабов полноценных программных испытаний. В задачу Atrax входило измерение условий на этапе входа в атмосферу, когда аэродинамические силы и реакция конструкции взаимодействуют сложным образом и плохо воспроизводятся в наземных лабораториях. Инженер по структурной динамике Питер Коффин отметил, что вибрация в этот период создаёт механическую нагрузку, критичную для ряда компонентов, и испытание помогает верифицировать модели, чтобы в дальнейшем точнее прогнозировать такие воздействия. Полученный объём данных сократил неопределённости, касающиеся аэродинамических нагрузок, которые вызывают внутренние механические колебания.
При характеристике полётной обстановки применялись вычислительные мощности, развиваемые в рамках программы Advanced Simulation and Computing Национальной администрации по ядерной безопасности, а также экспериментальные диагностические средства, созданные при поддержке программы Engineering and Technology Maturation. Теперь, располагая реальными данными, учёные и конструкторы могут не полагаться на оценочные значения при вводе параметров в модели. По словам Вагнильда, это позволит лучше оценивать живучесть неядерных элементов оружейных систем. Раннее понимание реальных условий даёт возможность проектировать компоненты с прицельной точностью, без избыточного запаса прочности, подчеркнула сотрудница отдела ядерного сдерживания Келси Форсберг.
Испытание Atrax стало возможным благодаря предшествующим инвестициям НАНБ в программы High Operational Tempo Shot и демонстратор Enzo, которые, по словам Форсберг, обеспечили преобразующие улучшения и снизили риски для программы W93. Пуск состоялся примерно за два года до первого планового лётного испытания самой боеголовки, что позволило закрыть информационные пробелы до начала отработки системной архитектуры. Сократить сроки с момента финансирования до полёта примерно до полутора лет удалось потому, что ракета не должна была воспроизводить финальную конфигурацию комплекса: разработчики сосредоточились только на значимых характеристиках блока возвращения, не требуя высокой точности наведения.
Для сбора информации возвращаемый аппарат оснастили новейшими датчиками, измерявшими внешние аэродинамические нагрузки, что отличается от обычных тестов, где регистрируют лишь внутреннюю вибрацию. Инструментарий отработал штатно, и теперь специалисты могут сопоставлять тепловые, гидродинамические и структурные модели, определяя направления для улучшения. Кроме того, в испытании применили новый трёхступенчатый носитель, оригинальную систему разделения и свежую конструкцию блока возвращения, что создавало дополнительные технические вызовы, однако в итоге все системы действовали успешно, данные получены без повреждения аппарата. Команда связала этот успех с совместными усилиями многих сотрудников Сандийских лабораторий. Полученная информация, как добавил Вагнильд, будет полезна и для более широкого гиперзвукового сообщества, позволяя совершенствовать моделирование и повышать доверие к современным датчикам на других гиперзвуковых аппаратах. Сандийские лаборатории выступают в роли проектной организации для неядерных компонентов W93 и ведущего интегратора оружейных систем в ядерных программах.
