Dopo un'intensa indagine di quattro mesi sul motivo per cui un razzo SpaceX Falcon 9 è esploso senza preavviso sulla piattaforma di lancio lo scorso settembre, la società ha annunciato oggi i probabili guasti, nonché i piani per una rapida ripresa dei voli non appena domenica prossima, 8 gennaio. , dal loro complesso di lancio in California, che trasportava un redditizio carico commerciale commerciale di 10 satelliti avanzati a relè mobile in orbita per Iridium Communications.
"Targeting di ritorno al volo da Vandenberg con il lancio di @IridiumComm NEXT l'8 gennaio", SpaceX ha annunciato oggi sul suo sito Web, lunedì 2 gennaio 2017.
“La nostra data è ora pubblica. Domenica prossima, 8 gennaio alle 10:28:07 pst. Il lancio successivo di Iridium NEXT vola! ” Il CEO di Iridium Communications, Matt Desch, ha rapidamente confermato il tweet di oggi, 2 gennaio.
SpaceX ha affrontato il fallout di vasta portata e famoso in tutto il mondo dalla catastrofica esplosione della piattaforma di lancio che ha sviscerato un Falcon 9 e il suo costoso carico commerciale commerciale Amos-6 da 200 milioni di dollari in Florida senza preavviso, durante un test di rifornimento preflight di routine il 1 settembre, 2016, al pad 40 della stazione aeronautica di Cape Canaveral.
Dopo l'incidente del 1 ° settembre al pad 40, SpaceX ha avviato un'indagine congiunta per determinare la causa principale con FAA, NASA, US Air Force ed esperti del settore che hanno "lavorato metodicamente attraverso un vasto albero di faglia per indagare su tutte le cause plausibili. ”
"Abbiamo lavorato a stretto contatto con la NASA, la FAA [Federal Aviation Administration] e i nostri clienti commerciali per capirlo", ha dichiarato Elon Musk, CEO di SpaceX.
Tramite l '"analisi dell'albero dei guasti" l'anomalia del 1 settembre è stata rintracciata in un guasto in uno dei tre serbatoi di stoccaggio dell'elio gassoso situati all'interno del serbatoio dell'ossigeno liquido (LOX) del secondo stadio del razzo Falcon 9, secondo una dichiarazione rilasciata da SpaceX oggi che ha fornito alcuni ma non molti dettagli tecnici.
Il fallimento apparentemente è nato in un punto in cui il serbatoio di elio "si aggancia" e accumula ossigeno - "portando all'accensione" del propellente ad ossigeno liquido altamente infiammabile nel secondo stadio.
I serbatoi di elio - noti anche come recipienti a pressione compositi sovrapposti (COPV) - sono utilizzati in entrambe le fasi del Falcon 9 per immagazzinare elio freddo che viene utilizzato per mantenere la pressione del serbatoio.
"La squadra investigativa sugli incidenti ha lavorato sistematicamente attraverso un'approfondita analisi dell'albero dei guasti e ha concluso che uno dei tre recipienti a pressione sovrapposti compositi (COPV) all'interno del serbatoio dell'ossigeno liquido di secondo stadio (LOX) è fallito"
"Ogni COPV è costituito da un rivestimento interno in alluminio con un rivestimento in carbonio".
"In particolare, la squadra investigativa ha concluso che il fallimento era probabilmente dovuto all'accumulo di ossigeno tra il rivestimento COPV e al suo avvolgimento nel vuoto o una fibbia nel rivestimento, che portava all'accensione e al conseguente fallimento del COPV."
SpaceX afferma che gli investigatori hanno identificato "un accumulo di LOX o SOX super refrigerati nelle fibbie sotto la copertura" come "cause credibili del fallimento del COPV".
Apparentemente il LOX o SOX super freddo può raggrupparsi nelle fibbie e reagire con le fibre di carbonio nell'involucro, che fungono da fonte di accensione.
Come parte dell'aggiornamento più recente a Falcon 9, SpaceX ha cambiato la propria procedura di alimentazione per includere l'uso di ossigeno densificato - o ossigeno super refrigerato - al fine di caricare più propellente nello stesso volume, a una temperatura inferiore di circa -340 gradi Fahrenheit per SOX contro circa meno 298 gradi Fahrenheit per LOX.
In sostanza SpaceX ottiene più litri di ossigeno super refrigerato nello stesso volume del serbatoio a causa della maggiore densità - e non devono cambiare le dimensioni del razzo.
Questa variazione di temperatura consente a Falcon 9 di avviare carichi utili più pesanti.
Tuttavia, l'effetto collaterale del processo di superchilling è che l'ossigeno è ora molto vicino al suo punto di congelamento - con il potenziale per solidificarsi parzialmente, piuttosto che essere un liquido a flusso completamente libero. Quindi l'attrito risultante con le fibre di carbonio può innescare l'ossigeno accumulato causando una palla di fuoco istantanea e la distruzione del razzo - come è successo a Falcon 9 e Amos-6 al pad 40 il 1 settembre 2016.
“Gli investigatori hanno concluso che LOX super freddo può raggruppare queste fibbie sotto l'involucro. Quando pressurizzato, l'ossigeno accumulato in questa fibbia può rimanere intrappolato; a sua volta, la rottura di fibre o attrito può innescare l'ossigeno nell'involucro, causando il fallimento del COPV. "
Molto preoccupante per questo autore è il fatto che le condizioni di carico dell'elio sono così basse da poter congelare l'ossigeno liquido in forma solida. Quindi non può fluire liberamente e aumenta significativamente le possibilità di una "accensione per attrito".
Questo stesso razzo Falcon 9 sarà usato per lanciare i nostri astronauti alla ISS nel 2018 - seduto all'interno di un drago dell'equipaggio in cima al serbatoio dell'elio immerso in LOX super freddo.
"Gli investigatori hanno stabilito che la temperatura di caricamento dell'elio era abbastanza fredda da creare ossigeno solido (SOX), il che aggrava la possibilità che l'ossigeno rimanga intrappolato e la probabilità di innesco per attrito."
SpaceX afferma che affronteranno le cause dell'incidente attraverso un mix di "azioni correttive" sia a breve che a lungo termine.
"Le azioni correttive affrontano tutte le cause credibili e si concentrano sui cambiamenti che evitano le condizioni che hanno portato a queste cause credibili".
Le correzioni a breve termine comportano modifiche più semplici alla configurazione COPV e alla modifica delle condizioni di carico dell'elio.
"A breve termine, ciò comporta la modifica della configurazione COPV per consentire il caricamento di elio a temperatura più calda, nonché il ripristino delle operazioni di caricamento dell'elio in una configurazione collaudata in volo precedente basata su operazioni utilizzate in oltre 700 carichi COPV riusciti."
Quindi resta da vedere se SpaceX continua l'uso dell'ossigeno densificato o meno nel breve termine.
Le correzioni a lungo termine comportano la modifica dell'hardware COPV stesso e richiederà tempi di implementazione più lunghi. È anche probabile che siano più efficaci, ma solo il tempo lo dirà.
"A lungo termine, SpaceX implementerà le modifiche di progettazione ai COPV per prevenire del tutto le fibbie, che consentiranno operazioni di caricamento più veloci."
Il decollo di SpaceX Falcon 9 con il carico utile di 10 satelliti di comunicazione IridiumNEXT di nuova generazione identici avverrà da Space Launch Complex 4E sulla base aeronautica di Vandenberg in California - supponendo che l'approvazione richiesta sia stata inizialmente concessa dalla Federal Aviation Administration (FAA).
Nessun lancio di Falcon 9 avverrà fino a quando la FAA non darà il "GO".
Inoltre, in previsione dell'annuncio della data di lancio mirata del "Ritorno al volo", i tecnici hanno già elaborato il razzo Falcon 9 per l'esplosione del "Ritorno al volo" con l'avanguardia di una flotta di satelliti mobili iridium NEXT per la trasmissione di dati e voce per Iridium Communications - come ho riportato la scorsa settimana nella mia storia qui - e successivamente twittato dal CEO di Iridium Matt Desch dicendo "Bello riassunto".
La scorsa settimana, i primi dieci satelliti mobili IridiumNEXT per la trasmissione di dati e voce sono stati alimentati, impilati e nascosti all'interno del cono nasale del razzo Falcon 9, designato come lanciatore "Return to Flight" di SpaceX, al fine di consentire uno scoppio il più presto possibile dopo un'approvazione viene ricevuto dalla FAA.
"Iridium è soddisfatto dell'annuncio di SpaceX sui risultati dell'anomalia del 1 ° settembre identificati dal team di investigazione sugli incidenti e dei loro piani per indirizzare un ritorno in volo l'8 gennaio con il primo lancio di Iridium NEXT", ha dichiarato oggi Iridium Communications sul loro sito Web, 2 gennaio.
Un'altra pietra miliare da tenere d'occhio è il test antincendio statico del primo stadio che SpaceX effettua abitualmente diversi giorni prima del lancio. È esattamente lo stesso test del tipo in cui il Falcon 9 è esploso in Florida circa cinque minuti prima dell'accensione del motore Merlin 1D per confermare la prontezza per il vero lancio che era stato pianificato per 2 giorni dopo.
La missione Iridium 1 è il primo dei sette lanci previsti di Falcon 9, per un totale di 70 satelliti.
"Iridium sta sostituendo la sua costellazione esistente inviando nello spazio 70 satelliti Iridium NEXT su un razzo SpaceX Falcon 9 su 7 lanci diversi", afferma Iridium.
L'obiettivo di questa missione con contratto privato è quello di consegnare i primi 10 satelliti Iridium NEXT in orbita terrestre per inaugurare quella che sarà una nuova costellazione di satelliti dedicata alle comunicazioni mobili di voce e dati.
Alla fine Iridium prevede di lanciare una costellazione di 81 satelliti Iridium NEXT in orbita terrestre bassa.
"Almeno 70 dei quali saranno lanciati da SpaceX", secondo il contratto di Iridium con SpaceX.
Nel frattempo il pad 40, che è stato gravemente danneggiato durante l'esplosione del 1 ° settembre, sta subendo ampie riparazioni e ristrutturazioni per riportarlo online.
Non è noto quando il pad 40 sarà adatto per riprendere i lanci di Falcon 9.
Nel frattempo, SpaceX prevede di riprendere inizialmente i lanci dalla Florida Space Coast al Kennedy Space Center (KSC) dal pad 39A, l'ex pad navetta che SpaceX ha noleggiato dalla NASA.
I lanci di SpaceX commerciali a KSC potrebbero iniziare dal pad 39A all'inizio del 2017, dopo che le modifiche per Falcon 9 sono state completate.
La calamità del 1 ° settembre è stata il secondo fallimento di Falcon 9 entro 15 mesi e ha messo in discussione l'affidabilità complessiva dei missili. Entrambi gli incidenti hanno coinvolto il sistema di elio del secondo stadio, ma SpaceX sostiene che non sono correlati.
Il primo guasto di Falcon 9 ha comportato una catastrofica esplosione a mezz'aria nella seconda fase, circa due minuti e mezzo dopo il decollo, durante il lancio del rifornimento di carico Dragon CRS-7 per la NASA alla Stazione Spaziale Internazionale il 28 giugno 2015 - e testimoniato da questo autore. L'incidente è stato ricondotto a un montante fallito che conteneva il serbatoio di elio all'interno del serbatoio di ossigeno liquido. Il serbatoio di elio si spostò e alla fine ruppe il secondo stadio mentre il primo stadio stava ancora sparando con conseguente perdita totale del razzo e del carico utile.
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