SpaceX сообщила о причинах аварии Crew Dragon: дело не в двигателях

 Причиной аварии SpaceX Crew Dragon, произошедшей 20 апреля, стал титановый обратный клапан системы наддува. Сами двигатели остались целы даже после взрыва всего корабля. Представитель компании Ганс Кёнигсманн и представительница NASA Кэтрин Лёдерс пообщались с представителями прессы и впервые сообщили результаты расследования, проведённого при поддержке Военно-воздушных сил и Федеральной авиационной администрации. Представляем вам полный перевод озвученной информации.

В субботу 20 апреля 2019 в 18:13 UTC SpaceX проводили серию огневых испытаний двигателей экземпляра Crew Dragon, предназначенного для испытания системы спасения во время полёта ракеты. Испытания проходили на первой посадочной площадке мыса Канаверал, находящейся на территории базы Военно-воздушных сил во Флориде.

https://www.youtube.com/watch?v=xe4ee56aHSg

В Crew Dragon спроектированы две отдельные двигательные установки — двухкомпонентная установка низкого давления с шестнадцатью двигателями Draco для орбитальных манёвров и установка высокого давления с восемью двигателями SuperDraco для использования только в качестве системы спасения. После успешного демонстрационного полёта к МКС и обратно в марте 2019-го, SpaceX осуществила дополнительные испытания двигательных установок, чтобы гарантировать функциональность и обнаружить любые системные проблемы до запланированного испытания системы спасения при прерывании полёта.

Два первых испытания с использованием двенадцати двигателей Draco были выполнены успешно, но начало финального испытания восьми двигателей SuperDraco привёло к разрушению космического корабля. В соответствии с заранее установленными протоколами безопасности, зона испытаний была освобождена, и команда отслеживала ветры и другие факторы для обеспечения здоровья и безопасности населения.

В связи с аварией SpaceX собрала группу по расследованию происшествия, в которую вошли представители NASA, наблюдатели из Федеральной авиационной администрации (FAA) и Национального совета по безопасности на транспорте. Они построили схему возможных отказов и приступили к поиску причин аварии. Помимо этого SpaceX начала работу совместно с военно-воздушными силами: их задачей стало закрытие испытательной площадки, сбор обломков и предоставление их команде по расследованию. К моменту пуска SpaceX Falcon Heavy (миссия STP-2) и посадке боковых блоков первой ступени на посадочных площадках 1 и 2 25 июня 2019 года место было полностью расчищено.

Первичный анализ данных показал, что авария произошла за 100 мс до зажигания восьми двигателей SuperDraco — при повышении давления в двигательных системах корабля Crew Dragon. Факты свидетельствуют о том, что утечка в одном из компонентов корабля позволила жидкому окислителю (тетраоксиду диазота, NTO) попасть в гелиевые трубки, находившиеся под высоким давлением. Поток тетраоксида диазота на большой скорости прошёл через обратный клапан гелиевой системы во время инициализации системы спасения, что привело к отказу обратного клапана. Отказ титанового компонента в среде тетраоксида диазота под высоким давлением оказался достаточным, чтобы вызвать воспламенение обратного клапана и последовавший за ним взрыв.

Испытания двигателя SuperDraco в 2016-м году.

Credit: SpaceX

Группа по расследованию провела отдельные испытания в сборочном цеху SpaceX в Макгрегоре, штат Техас. Их целью стала оценка воспламеняемости внутренних компонентов обратного клапана и гелиевой системы, а также других материалов. По собранным с испытательной площадки во Флориде обломкам были определены следы возгорания в обратном клапане. От этого и отталкивались при испытаниях в Техасе. Сами двигатели SuperDraco, обнаруженные на площадке, оказались целыми, что подтвердило их надёжность.

Стоит заметить, что реакция между титаном и тетраоксидом диазота при высоком давлении не ожидалась. Титан используется во многих космических кораблях по всему миру на протяжении десятков лет. Однако стендовые огневые испытания и авария предоставили нам большой объём данных. Уроки, извлечённые из этого и других тестов в нашей исчерпывающей программе испытаний, приведут к улучшению безопасности и надёжности кораблей SpaceX.

SpaceX уже занялись внедрением соответствующих мер, таких как устранение в системе аварийного спасения возможных путей утечки жидкого топлива в систему наддува. Этот риск будет полностью устранён за счёт замены обратных клапанов, которые обычно пропускают жидкость только в одну сторону, на мембранные предохранительные устройства, которые обеспечивают полную герметичность до открытия под высоким давлением. SpaceX в тесном сотрудничестве с NASA уже приступили к подробному анализу и испытанию предложенных мер, что будет завершено до будущих полётов.

Поскольку SpaceX имеет в наличии несколько кораблей Crew Dragon на разных стадиях производства и испытаний, назначение кораблей на миссии было сдвинуто, чтобы продолжать подготовку к полётам по программе коммерческих пилотируемых полётов. Корабль Crew Dragon, изначально назначенный на вторую демонстрационную миссию SpaceX к Международной космической станции (Demo-2) будет использован в испытании системы аварийного спасения в полёте. Корабль, назначенный на первый эксплуатационный полёт (Crew-1), будет запущен в миссии Demo-2.

После отчёта у журналистов была возможность задать вопросы. Сами вопросы мы переводить не будем, но переведём ключевые тезисы из ответов:

• дерево отказов построено на 80%, работа ещё ведётся;
• важно, что проблема не с Draco или SuperDraco, а с системой наддува;
• новые испытания ещё не проводились, но выполненной работы достаточно для их проведения;
• с точки зрения всего корабля изменения почти незначительны. Но они заметно повышают безопасность всей системы;
• если бы авария произошла во время полёта (flight abort test), она привела бы к такому же результату — полному разрушению корабля;
• NASA не исключает вероятности полёта DM-2 в этом году. SpaceX в этом плане тоже оптимистичны, но работы ещё много;
• сейчас самое подходящее время для публикации результатов расследования. Когда причины точно известны, это не вызовет спекуляций и подтасовок фактов;
• это не должно было произойти, но по какой-то причине случилось. Выводы сделаны, слабый компонент заменён.;