Теплозащитный экран космического корабля Crew Dragon. Проблемы?


Сredit: NASA


Хотя повторное использование имеет первостепенное значение для миссии SpaceX, тепловой экран космического корабля Dragon снова вызывает опасения (А.Х. у какого-то Дерека Вайза).

Капсула SpaceX Dragon до сих пор не была полностью свободна от проблем, но проблемы были сравнительно незначительными. С миссией Inspiration 4 в сентябре широко освещались проблемы с туалетом. Хотя туалет явно не идеален для астронавтов, он не представляет серьезной угрозы для безопасности экипажа.

Немного больше беспокоит то, что по возвращении Crew-2 в прошлом году один из четырех основных парашютов медленно раскрывался. Корабль SpaceX спроектирован таким образом, чтобы можно было безопасно приводниться даже с тремя парашютами. Замедление Crew-2 по-прежнему было номинальным, и такое поведение парашюта наблюдалось на испытаниях, поэтому SpaceX и NASA могли продолжать работать в обычном режиме. Миссия Crew-3 стартовала на совершенно новом корабле—  Dragon Endurance, всего через несколько дней после приводнения Crew-2.

Теплозащитные экраны

Одной из важнейших частей любого космического корабля является система тепловой защиты (часто сокращенно ТЗС), основным компонентом которой является теплозащитный экран. Теплозащитный экран защищает космический корабль от огромной разрушительной силы при входе в атмосферу.

Система тепловой защиты Dragon состоит из двух основных частей: задней оболочки и основного теплозащитного экрана. В основном теплозащитном экране используется запатентованный материал под названием PICA-X, итерация PICA НАСА. PICA расшифровывается как углеродный аблятор, импрегнированный фенолом, и этот «аблятор» является его ключевой частью. Dragon также использует версию SPAM (собственный абляционный материал SpaceX).

Абляционный теплозащитный экран, который SpaceX использует в основном теплозащитном экране Dragon, работает путем нагревания части самого материала до состояния газа и сжигания, тем самым отводя скопившееся тепло от корабля.

Для сравнения, теплозащитный экран, который использовался на космических шаттлах, предназначен для поглощения тепла и его излучения без выгорания материала. Есть и другие типы теплозащиты, такие как активное охлаждение, которое компания SpaceX планировала использовать ранее на Starship. Толщина теплозащитного экрана корабля Dragon позволяет ему частично поглощать тепло, но внешний слой все равно будет удаляться, уменьшая толщину теплозащитного экрана.

Проблема с тепловым экраном мссии Demo 2

После возвращения был обнаружен неожиданный износ теплозащитного экрана корабля- на частях теплозащитного экрана  была глубокая эрозия. Хотя компания заявила, что опасности для астронавтов нет, они все же решили обновить теплозащитный экран перед полетом Crew-1.

Дополнительный износ появился в местах соединения болтов с корпусом капсулы, поэтому эти места были улучшены. Причиной такого износа были неожиданные воздушные потоки вокруг четырех болтов.

Проблемы с теплозащитным экраном Axiom-1

Axiom-1 – это первый полностью частный экипаж, отправившийся на Международную космическую станцию. Экипаж из четырех человек пробыл на станции несколько дольше после того, как погода задержала их возвращение.

Space Explored узнали о множестве проблем. Наиболее серьезно пострадал космический корабль во время его возвращения на Землю. По словам источников в SpaceX и NASA, которые говорили с Space Explored, топливо попало в тепловой экран Crew Dragon Endeavour. Это топливо используется Crew Dragon в двигателях Драко. Считается, что это повлияло на целостность теплозащитного экрана.

Меморандум SpaceX и расследование NESC

Space Explored также стало известно о внутреннем меморандуме SpaceX, посвященном другим проблемам во время полета частных астронавтов Axiom. Кроме того, SpaceX сообщила НАСА о проблемах с тепловым экраном Crew Dragon, что привело к расследованию NESC в связи с чрезмерным износом. NESC — это Центр инженерии и безопасности НАСА, который был создан после катастрофы “Колумбии”. Миссия NESC состоит в том, чтобы «выполнять дополнительные независимые испытания, анализ и оценку проектов НАСА с высоким риском для обеспечения безопасности и успеха миссии», которые работают «упреждающе, чтобы помочь НАСА избежать проблем в будущем».

Space Explored стало известно о проблемах с космическим кораблем Crew Dragon за несколько дней до того, как в отчете CNBC было отмечено, что компания надеется привлечь еще 1,7 миллиарда долларов. Неясно, какие риски были раскрыты инвесторам.

Повторное использование TPS

В прошлом году стало известно, что SpaceX планирует повторно использовать свою систему тепловой защиты для Dragon между запусками — как корпус, так и основной тепловой экран. Повторное использование теплозащитного экрана требует тщательной проверки, а количество повторных использований абляционного теплозащитного экрана ограничено.

Повторное использование теплозащитного экрана Crew-4 

Все прошло без сучка и задоринки, и повторное использование SpaceX ускорителей Falcon 9 Block 5 на данный момент было очень успешным. Что еще более важно, SpaceX также впервые повторно использовала композитную конструкцию теплозащитного экрана (несмотря на то, что капсула была новой).

Запуск произошел 27 апреля, всего через два дня после возвращения Axiom 25 апреля, и неясно, были ли SpaceX и NASA полностью осведомлены о ситуации с тепловым экраном Axiom-1 перед запуском.

Источник: https://aboutspacejornal.net/2022/05/23/%d1%82%d0%b5%d0%bf%d0%bb%d0%be%d0%b7%d0%b0%d1%89%d0%b8%d1%82%d0%bd%d1%8b%d0%b9-%d1%8d%d0%ba%d1%80%d0%b0%d0%bd-%d0%ba%d0%be%d1%81%d0%bc%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%be%d0%b3%d0%be-%d0%ba%d0%be/

1
143
8