Clapet anti-retour mis en évidence dans l'investigation des anomalies SpaceX

Enquête d'anomalie de l'espace X

Article de David Sear

Cette année, le monde célèbre le cinquantième anniversaire du premier atterrissage sur la lune. Cela fait peut-être plusieurs décennies l'homme a mis le pied la dernière fois sur la surface lunaire, mais son intérêt pour l'exploration spatiale continue rapidement. SpaceX par exemple est une entreprise qui conçoit, fabrique et lance des fusées et des vaisseaux spatiaux avancés. Basée en Californie, aux États-Unis, la société a été fondée en 2002 pour révolutionner la technologie spatiale, avec le but ultime de permettre aux gens de vivre sur d'autres planètes.

SpaceX a certainement gagné dans le monde entier attention pour une série de jalons historiques. C’est le seul société privée capable de ramener un engin spatial depuis une orbite terrestre basse il a été accompli pour la première fois en 2010. La société est revenue à l’histoire en 2012 Vaisseau spatial Dragon est devenu le premier vaisseau spatial commercial à livrer des marchandises à et de la Station spatiale internationale.

Plus tard, SpaceX a réussi à atteindre le premier retour historique sur une fusée de classe orbitale en 2017, et la société lance régulièrement des fusées éprouvées en vol. En 2018, SpaceX a commencé à se lancer Falcon Heavy, la fusée opérationnelle la plus puissante du monde par un facteur de deux.

Essais statiques de pompiers

Invariablement, un tel travail de pionnier peut impliquer les revers. Récemment, par exemple, SpaceX a réalisé une série de véhicules de pompiers statiques tests du véhicule d’épreuve d’arrêt en vol Crew Dragon sur un banc d’essai à Zone 1 d’atterrissage de SpaceX, base aérienne de Cape Canaveral en Floride.

Selon le site Web de la société, le design de Crew Dragon comprend deux systèmes de propulsion - un système de propulsion bi-propulsif à basse pression avec seize propulseurs Draco pour les manœuvres en orbite, et une haute pression système de propulsion bi-propulseur avec huit propulseurs SuperDraco à utiliser uniquement dans le cas d'une fuite de lancement. Après la démonstration réussie du véhicule mission à destination et en provenance de la Station spatiale internationale en mars 2019, SpaceX effectué des tests supplémentaires sur les systèmes de propulsion du véhicule pour fonctionnalité et détecter tout problème au niveau du système avant une planification en vol planifiée. Abandonner le test.

Les premiers essais de douze propulseurs Draco sur le véhicule sont terminés avec succès, mais l’initiation du test final de huit SuperDraco les propulseurs ont entraîné la destruction du véhicule. Suite à l'anomalie, SpaceX convoqué une équipe d’enquête sur les accidents qui comprenait des fonctionnaires du Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace (NASA) et des observateurs de la Federal Aviation Administration (FAA) et la National Transportation Safety Board (NTSB), et a commencé le travail systématique sur un arbre de défaillance complet déterminer la cause probable.

Revues de données

Les premières analyses des données ont indiqué que l’anomalie environ 100 millisecondes avant l’inflammation de Crew Dragon’s huit propulseurs SuperDraco et lors de la mise sous pression du véhicule systèmes de propulsion. Les preuves montrent qu'un composant qui fuit a permis à un liquide oxydant - tétroxyde d’azote (NTO) - pour pénétrer dans les tubes d’hélium à haute pression pendant le traitement au sol. Une balle de cette NTO a été soumise à un contrôle à l'hélium vanne à haute vitesse lors de l'initialisation rapide du système d'échappement de lancement, entraînant une défaillance structurelle dans le clapet anti-retour. L'échec de la composant de titane dans un environnement NTO à haute pression était suffisant pour causer allumage du clapet anti-retour et conduit à une explosion.

Afin de comprendre le scénario exact et de caractériser l’inflammabilité des composants internes en titane du clapet anti-retour et NTO, ainsi que d'autres matériel utilisé dans le système, l’équipe d’enquête sur l’accident a effectué une série d’essais sur le site de développement de fusées SpaceX à McGregor au Texas. Les débris collectés sur le site de test en Floride, qui ont identifié des brûlures dans les le clapet anti-retour, a informé les tests au Texas. De plus, le SuperDraco Les propulseurs récupérés sur le site d’essai sont restés intacts, soulignant leur fiabilité.

Il est à noter que la réaction entre le titane et le NTO à haute pression n'était pas prévu. Le titane a été utilisé en toute sécurité pendant de nombreuses décennies et à de nombreuses reprises. vaisseau spatial du monde entier. Malgré tout, le test de feu statique et l’anomalie fourni une mine de données.

SpaceX a déjà initié plusieurs actions, telles que l'élimination de tout chemin de flux dans le système d'échappement de lancement pour propulseur liquide pour entrer dans le gaz système de pressurisation. Au lieu de clapets anti-retour, qui permettent généralement au liquide de couler dans un seul sens, des disques éclatés, qui scellent complètement jusqu'à ce qu'ils soient ouverts par haute pression, atténuera entièrement le risque. Tests approfondis et analyses de ces mesures d’atténuation a déjà commencé en étroite coordination avec la NASA, et sera terminé bien avant les prochains vols.