SpaceX Starship спасен взрывным диском после того, как статический огонь Raptor закончился плохо

Примерно в 19:15 по местному времени прототип SpaceX Starship SN8 в третий раз запустил один или несколько двигателей Raptor, застигнув зрителей — которых ожидала генеральная репетиция — врасплох. Час спустя генеральный директор Илон Маск сообщил, что SpaceX фактически потеряла контроль над ракетой.

К сожалению для SpaceX, это не первый инцидент, в котором пожар привел к потере управления звездолетом. Еще в мае 2020 года Starship с серийным номером 4 (SN4) — первый полномасштабный прототип, на котором был установлен Raptor — завершил свое третье успешное статическое огневое испытание. Несколько мгновений спустя загорелась вентиляционная магистраль, примыкающая к двигательной секции, и горела минуту или две. В конечном итоге, вероятно, из-за повреждения проводки или водопровода, SpaceX, по-видимому, потеряла контроль над SN4 и должна была ждать полных два дня, пока криогенное топливо выкипит и испарится, прежде чем команды смогут приблизиться к ракете, чтобы осмотреть, отремонтировать и восстановить контроль.

Теперь, скорее всего, Starship SN8 потерпел похожий, но не идентичный, отказ, что снизило уровень контроля. Илон Маск написал в Twitter примерно через час после третьего статического возгорания ракеты Raptor, сообщив, что SpaceX потеряла контроль над пневматикой Starship, имея в виду гидравлические системы, необходимые для работы большинства клапанов ракеты. Для SN8 это означало только плохие новости.

Мы потеряли автомобильную пневматику. Причина в настоящее время неизвестна. Давление жидкости заголовка кислородного баллона повышается. Надеюсь, сработает разрывной диск, чтобы сбросить давление, иначе пробка лопнет.

— Илон Маск (@elonmusk) 13 ноября 2020 г.

По мере того как криогенные жидкости (и все остальное в целом) нагреваются, они расширяются, занимая больше объема. Чтобы противодействовать этому нескончаемому процессу нагрева, кипения и превращения криогенного ракетного топлива в газ, свежее топливо загружается почти постоянно, в то время как более теплый газ выпускается, что обеспечивает безопасное давление в баллонах. Если способность отводить эти газы потеряна, с этим связана и способность поддерживать безопасное давление.

Как отметил Маск выше, в Starship SN8 к счастью — и неожиданно — был установлен один или несколько разрывных дисков, имея в виду одноразовые механические клапаны, предназначенные для открытия (то есть разрыва) при превышении определенного давления. Носовой разрывной диск SN8 сделал именно это, разорвавшись, создав выход для давления внутри ракеты и, таким образом, предотвратив взрыв небольшого баллона с жидким кислородом (LOx) в носовой части.

Может быть, расплавили форсажную камеру двигателя или коллектор горячего газа. Что бы это ни было вызвано потерей пневматики. Нам нужно решить эту проблему.

— Илон Маск (@elonmusk) 13 ноября 2020 г.

Поток расплавленного металла выливается из моторного отсека звездолета SN8 после, казалось бы, успешного статического возгорания. (NASASpaceflight — bocachicagal)

К сожалению, история, предшествующая потере контроля над Starship, — гораздо менее позитивная история. По словам Маска, в одном из сработавших двигателей Raptor SN8, возможно, произошел значительный отказ, в результате которого был расплавлен один или несколько важных компонентов двигателя. Неясно, как именно кажущийся сдерживаемый отказ двигателя превратился в полную потерю гидравлики Starship, но можно с уверенностью сказать, что будет добавлено резервирование и будут реализованы обновленные конструкции, чтобы гарантировать, что подобный отказ не повторится.

Примечательно, что и неофициальные прямые трансляции LabPadre и NASASpaceflight.com ясно показали, что Starship буквально капает расплавленный металл в течение более двух минут после статического возгорания. Какой бы ни была причина этого чрезвычайно горячего пожара, все, что может непрерывно плавить металл в течение нескольких минут, почти наверняка разрушит кормовую часть Starship SN8 и установленные в ней двигатели Raptor. Это просто чудо, что не был взломан и главный резервуар LOx SN8.

Диск сработал, автомобиль в порядке. Придется поменять хотя бы один из двигателей.

— Илон Маск (@elonmusk) 13 ноября 2020 г.

Примерно через 80 минут после возгорания и возникшего в результате пожара Raptor «разрывной диск» носовой части Starship SN8, к счастью, сработал, как задумано, снизив давление в здании и предотвратив гораздо более разрушительный отказ. (NASASpaceflight — bocachicagal)

В конечном счете, SN8, вероятно, потребуется капитальный ремонт и замена одного, двух или даже трех двигателей, прежде чем он сможет безопасно перезапустить испытания и приступить к своему дебютному запуску на 15 км (~ 9,5 миль). Кроме того, отсутствие у SpaceX управления клапанами, вероятно, означает, что компании придется ждать как минимум 24+ часа, прежде чем рабочие смогут безопасно вернуться на стартовую площадку и начать эти проверки и ремонт.

Обновление: контрольно-пропускной пункт был снят около 23:00 по местному времени, и сотрудники SpaceX, похоже, уже вернулись на площадку, что означает, что Starship SN8 полностью отцеплен и приближается к нему безопасно. Осмотр и ремонт, скорее всего, начнутся в ближайшее время.