Вдаваясь в детали⁠⁠

Вдаваясь в детали

Как крошечный кусочек лака затормозил пуск новых ракет Falcon 9 на месяц

Ракетная техника — сложная штука, требующая большого внимания к деталям.

Ars Technica, ЭРИК БЕРГЕР, 29.10.2020

https://arstechnica.com/

https://arstechnica.com/author/ericberger/

Девять двигателей Merlin приводят в действие первую ступень ракеты Falcon 9.

NASA и SpaceX подтвердили в среду, что нацелены на 14 ноября для запуска миссии Crew-1, которая доставит четырех астронавтов на Международную космическую станцию.

NASA отложило запуск, первоначально запланированный на Хэллоуин, после того, как проблема с двигателем прервала за две секунды до старта попытку 2 октября запустить Falcon 9 со спутником GPS III для ВВС США.

Во время телеконференции с журналистами в среду Ханс Кенигсманн из SpaceX объяснил, что произошло с прерыванием запуска 2 октября и что было сделано для решения этой проблемы в будущем.

Два из девяти двигателей первой ступени ракеты загорелись рано во время попытки запуска в начале октября, и это привело к автоматическому отключению двигателей. Если бы прерывание не сработало, вполне вероятно, что не произошло бы ничего страшного, но Кенигсманн сказал, что при определенных экстремальных сценариях вибрация от раннего зажигания может нанести значительный ущерб двигателям Merlin.

Воспроизведение проблемы

Технические специалисты SpaceX сняли два двигателя и отправили их из Флориды на испытательный полигон компании в МакГрегоре, штат Техас, где они смогли воспроизвести проблему. Они обнаружили, что предохранительный клапан в газогенераторе (крошечная ракета внутри двигателя, которая запускается и приводит в действие его механизмы) был забит маскирующим лаком, похожим на лак для ногтей. Они смогли доказать, что удаление лака с вентиляционного отверстия позволяет двигателям запускаться нормально.

Этот лак наносится во время процесса анодирования для обработки алюминиевых компонентов газогенератора. Предполагается, что впоследствии он будет удален, но в случае этих двух двигателей небольшое количество материала было захвачено в отверстия диаметром менее 2 мм.

«Так что это была действительно отличная находка и она позволила нам исправить очень тонкий недостаток, который, очевидно, может иметь некоторое негативное влияние на работу двигателя», — сказал Кенигсманн.

После этого SpaceX проверила другие двигатели своего парка (компания проверяла только новые ускорители, поскольку уже летавшие первые ступени Falcon 9 не подвержены этой проблеме). SpaceX обнаружила, что у двух двигателей ракеты Falcon 9, которая должна была использоваться для запуска Crew-1, также есть эта проблема. Эти два двигателя сейчас заменяются новыми Merlin-ами.

Новый план

Если все пойдет по плану, SpaceX запустит две новых первых ступени Falcon 9 до Crew 1: миссию GPS III 4 ноября и миссию Sentinel-6 для NASA 10 ноября. Если эти запуски пройдут успешно, NASA, вероятно, будет придерживаться даты старта Crew-1 — 14 ноября. Эта миссия, отправит на Международную космическую станцию астронавтов NASA Майкла Хопкинса, Виктора Гловера и Шеннона Уокера вместе со специалистом Японского агентства аэрокосмических исследований Соичи Ногучи. Их Crew Dragon должен встретиться с космической станцией примерно через 8,5 часов после запуска в 7:49 вечера EST (00:49 UTC 15 ноября).

Проблема с лаком вызывает удивление, учитывая, что SpaceX запустила сотни новых ракетных двигателей Merlin 1D за последнее десятилетие и до сих пор не сталкивалась с этим.

«Конечно, возможно, что у нас были такие случаи раньше, но они были настолько безобидными, что мы полностью их пропустили», — сказал Кенигсманн. Также возможно, что была изменена небольшая процедура, в результате этого весь лак не удалялся. Об этом изменении не было известно, поскольку эта конкретная обработка выполняется сторонним поставщиком. Но, признал он, «трудно объяснить, как это работает в течение стольких лет, а затем, внезапно, вы видите, что это появляется в телеметрии».

Кенигсманн, уверен в том, что проблема больше не повторится. Теперь инженеры компании это понимают, знают, как это искать, и больше не удивятся. «Ракетная техника — сложная штука, требующая большого внимания к деталям», — сказал он. «Это всегда вызов. Это всегда сложно. Вы должны быть в напряжении, чтобы сделать это правильно».

Это перевод статьи SWEATING THE DETAILS — How a tiny bit of lacquer grounded new Falcon 9 rockets for a month.