На новом брифинге НАСА вице-президент SpaceX по сборке и надежности полета Ханс Кенигсманн смог гораздо более подробно объяснить, почему произошло недавнее прерывание запуска Falcon 9 в последнюю секунду и как это привело к задержке первого оперативного запуска астронавта компании.
Запуск миссии SpaceX Crew Dragon Crew-1 в субботу, 14 ноября, запланирован не ранее (NET) 7:49 вечера EST (00:49 UTC). . Однако 2 октября новый ускоритель Falcon 9 — родственник нового ускорителя Crew-1 — автоматически прервал попытку запуска спутника GPS III SV04 всего за две секунды до старта. Генеральный директор Илон Маск быстро обвинил редкое прерывание на последней секунде «неожиданное повышение давления в газогенераторе турбомашин».
Бустер Crew-1 Falcon 9 B1061, построенный, вероятно, бок о бок с неисправным GPS III SV04 Falcon 9 B1062 на заводе SpaceX в Хоторне, штат Калифорния, практически сразу же был проверен на поиск каких-либо общих черт, как только причина прерывания стала лучше.
Стич добавляет, что НАСА хотело бы увидеть запуск GPS до Crew-1 из-за очередной замены двигателя Merlin. Не уверен, имел ли он в виду проблему лака или что-то еще. Это будет означать, что SpaceX необходимо совершить полет как минимум дважды (GPS и Sentinel-6) до Crew-1, то есть через 17 дней.
— Эмре Келли (@EmreKelly) 28 октября 2020 г.
Главный операционный директор SpaceX и президент Гвинн Шотвелл стоит перед ракетой-носителем Falcon 9, которая скоро доставит четырех астронавтов на МКС. (ВРЕМЯ / SpaceX)
Всего за неделю до последнего брифинга администратор программы космических полетов НАСА и бывший менеджер программы коммерческих экипажей Кэти Людерс сообщила в своем заявлении в Twitter, что SpaceX все еще анализирует причину прерывания, но уже определила, что по крайней мере один ускорительный двигатель Crew-1 необходимо будет заменить, как и один двигатель на бустере Falcon 9 B1063.
Согласно нашему текущему анализу, @SpaceX заменяет один двигатель Merlin на ракете-носителе Sentinel-6 Michael Freilich и один двигатель для ракеты Crew-1, которая показала аналогичное поведение при раннем запуске во время испытаний. (3/5)
— Кэти Людерс (@KathyLueders) 21 октября 2020 г.
Ракета-носитель Falcon 9 B1061 Crew-1 прибыла во Флориду 14 июля. (SpaceX)
Ракета-носитель Falcon 9 B1063 была замечена на пути к западу от МакГрегора, штат Техас, к базе ВВС Ванденберг, Калифорния, в августе. (Д. Стамос)
Теперь, во время брифинга Crew-1 28 октября НАСА, Кенигсманн из SpaceX сообщил, что компания в конечном итоге решила заменить не один, а два из девяти двигателей Merlin 1D ускорителя Crew-1 B1061. Благодаря одноименной конструкции ускорителя Falcon 9 с девятью двигателями и плодовитой ракетной фабрике SpaceX, этот процесс был завершен чрезвычайно быстро, просто потребовалось перенаправить уже квалифицированные двигатели Merlin 1D из довольно большого пула. По словам Кенигсманна, SpaceX уже установила оба заменяющих двигателя на ускорителе Crew-1.
Что же стало причиной прерывания запуска GPS III SV04 и как это повлияло на Crew-1?
Ракетный двигатель против «лака для ногтей»
По словам Кенигсманна, в ходе быстрого и сложного механического и электрического балета, предшествовавшего зажиганию первой ступени Falcon 9, автономный бортовой компьютер ракеты заметил, что два из девяти двигателей Merlin 1D ускорителя GPS III SV04, похоже, работали с опережением графика, поэтому говорить. Компьютер немедленно остановил процесс зажигания, чтобы избежать того, что в противном случае могло бы быть «тяжелым» (т. Е. Стрессовым или разрушительным). SpaceX быстро начала осмотр ракеты в течение 24 часов, но не смогла обнаружить что-либо физически или электрически неисправно с двигателями Merlin 1D Falcon 9 и моторным отсеком.
Двигатель Merlin 1D проверяется и испытывается в Макгрегоре, штат Техас. (SpaceX)
Из-за излишней осторожности SpaceX удалила оба неисправных двигателя и отправила их в свой центр разработки и тестирования в Макгрегоре, штат Техас, где — каким-то чудом — то же поведение при преждевременном запуске было воспроизведено на испытательном стенде. После множества тщательных проверок SpaceX наконец сузила вероятную причину до крошечной водопроводной линии, питающей один из предохранительных клапанов газогенератора двигателя. В кажущейся случайной подгруппе относительно новых двигателей Merlin 1D компания SpaceX в конце концов обнаружила, что линия предохранительных клапанов, предоставленная поставщиком, иногда забивается защитным лаком, который Кенигсманн сравнивает с «красным лаком для ногтей».
Merlin 1D изготавливается на заводе SpaceX в Хоторне. Маленькая цилиндрическая трубка сбоку — газогенератор двигателя. (SpaceX)
Используемый для выборочного исключения частей трубок двигателя во время процесса обработки поверхности, известного как анодирование, лак либо безуспешно удалялся на случайном выборе деталей двигателя, либо случайно попадал в засор из-за чрезмерной очистки. В конечном счете, по какой-то причине, этой незначительной блокировки было достаточно, чтобы затронутые двигатели Merlin 1D постоянно пытались зажечься на крошечную долю секунды раньше.
Что особенно важно, когда SpaceX обнаружила возможную причину и прочистила заблокированную водопроводную сеть, каждый ранее затронутый двигатель Merlin 1D работал отлично, почти напрямую подтверждая как причину, так и лекарство от прерывания Falcon 9 2 октября.
Двигатель и теплозащитный экран бустера Falcon 9 Block 5. (SpaceX / Discovery)
Космонавты попали на карантин
В ожидании, казалось бы, простого решения проблемы газогенератора SpaceX, менеджер программы коммерческих экипажей NASA Стив Стич сообщил, что астронавты космической миссии SpaceX Crew-1 — Шеннон Уокер, Виктор Гловер и Майк Хопкинс, а также астронавт JAXA (японский) Соичи Ногучи — начали рутинные предпусковые карантинные процедуры в ожидании запуска 14 ноября.
Астронавты НАСА Шеннон Уокер, Виктор Гловер и Майк Хопкинс, а также астронавт JAXA (японский) Соичи Ногучи почти готовы к полету на Crew-1. (SpaceX)
Команда Crew-1 пойдет по новым стопам астронавтов НАСА Боба Бенкена и почти безупречного запуска Demo-2 Crew Dragon Дуга Херли. (НАСА / Билл Ингаллс)
Стич также предложил более конкретное расписание Crew-1, начиная с интегрированного статического огневого испытания Falcon 9 и Crew Dragon NET 9 ноября и полной сухой генеральной репетиции 10 ноября перед первой попыткой запуска 14 ноября. Примечательно, что благодаря случайной орбитальной динамике успешный запуск 14 ноября позволит Crew Dragon подняться на орбиту и сблизиться с Международной космической станцией через восемь с половиной часов после старта — в три раза быстрее, чем более распространенный 27,5-часовой транзит. .
Следите за обновлениями по мере приближения даты запуска миссии.
