Válvula de retenção destacada na investigação de anomalia da SpaceX

Investigação de anomalia no espaço X

Artigo por David Sear

Este ano, o mundo celebra a quinquagésimo aniversário do primeiro pouso na lua. Pode levar várias décadas desde homem pisou pela última vez na superfície lunar, mas interesse na exploração espacial continua em ritmo acelerado. A SpaceX, por exemplo, é uma empresa que projeta, fabrica e lança foguetes e naves espaciais avançados. Sediada na Califórnia, EUA, a A empresa foi fundada em 2002 para revolucionar a tecnologia espacial, com a objetivo final de permitir que as pessoas vivam em outros planetas.

A SpaceX certamente ganhou em todo o mundo atenção para uma série de marcos históricos. É declaradamente o único empresa privada capaz de retornar uma espaçonave de baixa órbita terrestre, que realizado pela primeira vez em 2010. A empresa voltou a fazer história em 2012, quando A sonda Dragon tornou-se a primeira sonda comercial a entregar carga para e da Estação Espacial Internacional.

Mais tarde, a SpaceX alcançou com sucesso o histórico primeiro reflexo de um foguete de classe orbital em 2017, e a empresa agora lança regularmente foguetes com comprovação de vôo. Em 2018, a SpaceX começou a lançar Falcon Heavy, o foguete operacional mais poderoso do mundo por um fator de dois.

Ensaios estáticos de bombeiros

Invariavelmente, esse trabalho pioneiro pode envolver contratempos. Recentemente, por exemplo, a SpaceX conduziu uma série de carros de bombeiros estáticos testes do veículo de teste de abortamento em voo do dragão de tripulação em um banco de ensaio em Zona 1 da SpaceX, Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, na Flórida.

De acordo com o site da empresa, o design da Crew Dragon inclui duas sistemas de propulsão - um sistema de propulsão bi-propulsor de baixa pressão com dezesseis propulsores Draco para manobras em órbita e uma alta pressão sistema de propulsão bi-propulsor com oito propulsores SuperDraco para uso somente em o evento de uma fuga de lançamento. Após a demonstração bem sucedida do veículo missão de e para a Estação Espacial Internacional em março de 2019, a SpaceX realizou testes adicionais dos sistemas de propulsão do veículo para garantir funcionalidade e detectar quaisquer problemas no nível do sistema antes de um vôo planejado Abortar teste.

Os testes iniciais de doze propulsores Draco no veículo foram concluídos com sucesso, mas o início do teste final de oito SuperDraco propulsores resultaram na destruição do veículo. Após a anomalia, a SpaceX convocou uma equipe de investigação de acidentes que incluía funcionários da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) e observadores da Federal Aviation Administration (FAA) e National Transportation Safety (NTSB) e iniciou o trabalho sistemático de uma abrangente árvore de falhas para determinar a causa provável.

Revisões de dados

As análises iniciais dos dados indicaram que a anomalia ocorreu aproximadamente 100 milissegundos antes da ignição do Crew Dragon oito propulsores SuperDraco e durante a pressurização do veículo sistemas de propulsão. As evidências mostram que um componente que vazou permitiu líquido oxidante - tetróxido de nitrogênio (NTO) - para entrar em tubos de hélio de alta pressão durante o processamento no solo. Uma lesma deste NTO foi conduzida através de uma verificação de hélio válvula em alta velocidade durante a inicialização rápida do sistema de escape de lançamento, resultando em falha estrutural dentro da válvula de retenção. O fracasso do componente de titânio em um ambiente NTO de alta pressão foi suficiente para causar ignição da válvula de retenção e levou a uma explosão.

Para entender o cenário exato e caracterizar a inflamabilidade dos componentes internos de titânio e NTO da válvula de retenção, bem como outros material utilizado no sistema, a equipe de investigação de acidentes realizou uma série de testes nas instalações de desenvolvimento de foguetes da SpaceX em McGregor, Texas. Detritos coletados no local do teste na Flórida, que identificaram queima dentro a válvula de retenção, informou os testes no Texas. Além disso, o SuperDraco propulsores recuperados do local do teste permaneceram intactos, ressaltando sua confiabilidade.

Vale ressaltar que a reação entre titânio e NTO em alta pressão não era esperado. O titânio tem sido usado com segurança por muitas décadas e em muitos naves espaciais de todo o mundo. Mesmo assim, o teste estático de incêndio e anomalia forneceu uma riqueza de dados.

A SpaceX já iniciou várias ações, como eliminar qualquer caminho de fluxo dentro do sistema de escape de lançamento de propulsor líquido para entrar no gás sistema de pressurização. Em vez de válvulas de retenção, que normalmente permitem que o líquido fluir em apenas uma direção, discos de ruptura, que selam completamente até serem abertos por pressão alta, mitigará completamente o risco. Testes e análises completos dessas mitigações já começou em estreita coordenação com a NASA, e será concluída com bastante antecedência de futuros voos.