Válvula de retención resaltada en la investigación de anomalías de SpaceX

Investigación de anomalías en el espacio X

Artículo de David Sear

Este año, el mundo celebra el cincuentenario del primer alunizaje. Pueden pasar varias décadas desde el último hombre pisó la superficie lunar, pero se interesó en la exploración espacial continúa a buen ritmo. SpaceX, por ejemplo, es una empresa que diseña, fabrica y lanza cohetes avanzados y naves espaciales. Con sede en California, EE. UU., El La compañía fue fundada en 2002 para revolucionar la tecnología espacial, con el objetivo final de permitir que las personas vivan en otros planetas.

SpaceX ciertamente ha ganado en todo el mundo atención para una serie de hitos históricos. Según los informes, es el único empresa privada capaz de devolver una nave espacial desde la órbita terrestre baja, que se logró por primera vez en 2010. La compañía volvió a hacer historia en 2012 cuando su La nave espacial Dragon se convirtió en la primera nave espacial comercial en entregar carga a y de la Estación Espacial Internacional.

Más tarde, SpaceX logró con éxito el primer vuelo histórico de un cohete de clase orbital en 2017, y la compañía ahora lanza regularmente cohetes probados en vuelo. En 2018, SpaceX comenzó a lanzarse Falcon Heavy, el cohete operacional más poderoso del mundo por un factor de dos.

Pruebas de bomberos estáticos

Invariablemente, este trabajo pionero puede involucrar contratiempos Recientemente, por ejemplo, SpaceX realizó una serie de bomberos estáticos Pruebas del vehículo de prueba Crew Dragon In-Flight Abort en un banco de pruebas en Zona de aterrizaje 1 de SpaceX, Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida.

Según el sitio web de la compañía, el diseño de Crew Dragon incluye dos sistemas de propulsión: un sistema de propulsión bi-propulsor de baja presión con dieciséis propulsores Draco para maniobras en órbita y una alta presión sistema de propulsión bi-propulsor con ocho propulsores SuperDraco para usar solo en El evento de un escape de lanzamiento. Después de la exitosa demostración del vehículo misión hacia y desde la Estación Espacial Internacional en marzo de 2019, SpaceX realizó pruebas adicionales de los sistemas de propulsión del vehículo para asegurar funcionalidad y detectar cualquier problema a nivel del sistema antes de un vuelo planeado Prueba de aborto.

Se completaron las pruebas iniciales de doce propulsores Draco en el vehículo. con éxito, pero el inicio de la prueba final de ocho SuperDraco Los propulsores provocaron la destrucción del vehículo. Siguiendo la anomalía, SpaceX convocó a un Equipo de Investigación de Accidentes que incluyó a funcionarios de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), y observadores de la La Administración Federal de Aviación (FAA) y la Seguridad Nacional del Transporte Junta (NTSB), y comenzó el trabajo sistemático en un árbol de fallas integral para determinar la causa probable

Revisiones de datos

Las revisiones de datos iniciales indicaron que la anomalía ocurrió aproximadamente 100 milisegundos antes del encendido de Crew Dragon's ocho propulsores SuperDraco y durante la presurización del vehículo sistemas de propulsión. La evidencia muestra que un componente con fuga permitió líquido oxidante - tetróxido de nitrógeno (NTO) - para ingresar a los tubos de helio de alta presión durante el procesamiento en tierra. Una bala de este NTO fue conducida a través de un control de helio válvula a alta velocidad durante la rápida inicialización del sistema de escape de lanzamiento, resultando en una falla estructural dentro de la válvula de retención. El fracaso de la El componente de titanio en un entorno NTO de alta presión fue suficiente para causar encendido de la válvula de retención y provocó una explosión.

Para comprender el escenario exacto y caracterizar la inflamabilidad de los componentes internos de titanio y el NTO de la válvula de retención, así como otros material utilizado dentro del sistema, el equipo de investigación de accidentes realizó una serie de pruebas en las instalaciones de desarrollo de cohetes de SpaceX en McGregor, Texas. Escombros recogidos del sitio de prueba en Florida, que identificaron quemaduras dentro de La válvula de retención, informó las pruebas en Texas. Además, el SuperDraco los propulsores recuperados del sitio de prueba permanecieron intactos, lo que subraya su fiabilidad.

Vale la pena señalar que la reacción entre titanio y NTO a alta presión No se esperaba. El titanio se ha utilizado de forma segura durante muchas décadas y en muchos naves espaciales de todo el mundo. Aun así, la prueba de fuego estática y la anomalía proporcionó una gran cantidad de datos.

SpaceX ya ha iniciado varias acciones, como eliminar cualquier ruta de flujo dentro del sistema de escape de lanzamiento para que el propulsor líquido ingrese al gaseoso sistema de presurización. En lugar de válvulas de retención, que generalmente permiten que el líquido fluye en una sola dirección, discos rotos, que se sellan completamente hasta que se abren alta presión, mitigará el riesgo por completo. Pruebas y análisis exhaustivos. de estas mitigaciones ya ha comenzado en estrecha coordinación con la NASA, y se completará con mucha anticipación a futuros vuelos.