Adivinhando as causas e consequências do acidente do Falcon 9 em 1º de setembro



Na noite de 1º de setembro, aproximadamente oito minutos antes do início do teste de queima dos motores do primeiro estágio do foguete Falcon 9 Full Thrust, ocorreu uma explosão na parte superior do segundo estágio. Juntamente com o foguete, a carga foi destruída - o satélite de telecomunicações israelense AMOS 6 e o ​​complexo de lançamento também receberam danos de gravidade desconhecida. Vamos tentar adivinhar o que aconteceu e determinar a quais consequências esse acidente levará.

Linha do tempo


1 de setembro de 2016. O lançador Falcon 9 Full Thrust está se preparando para a queima de teste (ligando os motores por um curto período de tempo) do primeiro estágio. A poucos quilómetros, desde o início, há representantes de organizações de veteranos deficientes do Relatório de lançamento nos EUA, que são disparados em excelente qualidade.



Cerca de oito minutos antes do teste. O último quadro "normal" do vídeo.



No próximo quadro, um grande flash acende o foguete.



A explosão é tão intensa que os arredores do complexo de lançamento - as torres dos pára-raios e o tanque no canto inferior direito são destacados.



+0,15 segundos. A câmera se adapta automaticamente ao flash, torna-se visível como os fluxos de oxigênio líquido são ejetados nas laterais da explosão.



+0,8 segundos. A explosão se espalha visivelmente mais do que alta. Isso é lógico porque as partes superior e inferior dos tanques são hemisféricas, são mais duráveis ​​e as paredes laterais planas são mais facilmente destruídas. Sob uma nuvem de oxigênio líquido, o querosene que flui dos tanques destruídos do segundo estágio se torna visível.



+3 segundos. O fluxo de querosene cobre o primeiro passo. A julgar pelo par branco abaixo, ela já perdeu força.



No quarto segundo, o primeiro estágio é finalmente destruído, e a chama incha pela ignição de centenas de toneladas de seu combustível.





+11,5 segundos. Uma carenagem de cabeça com um satélite cai na chama no complexo de lançamento.





+14 segundos. Com o impacto, os tanques de combustível do satélite são destruídos e o heptil e o amil auto-inflamáveis ​​adicionam chama. A fumaça marrom no lado esquerdo da moldura é quase certamente amil (tetróxido de nitrogênio) .Um



minuto se passou. O querosene queima na plataforma de lançamento.



Depois de algum tempo, o fogo se apaga.



Rejeição


Obviamente, sem dados de telemetria, gravação de vídeo e acesso à plataforma de lançamento, podemos apenas adivinhar o que aconteceu. Ao mesmo tempo, de acordo com os dados disponíveis, é possível descartar algumas versões que certamente não podem ser a causa da explosão.

OVNI
O fato de um ponto preto estar se movendo no quadro próximo ao foguete fez alguns usuários especialmente não críticos dizerem que o Falcon, nem menos, nem menos, foi abatido por alienígenas.



Se você ouvir o vídeo original, ouvir sons fauna de vida bastante ativo, e a moldura irá mover em direções diferentes pontos pretos. Este ponto preto é provavelmente um inseto voador. Menos provável - um pássaro um pouco mais distante. Uma fauna diversificada torna-se regularmente uma ocasião para belas fotografias, como esta pega no início dos Exomars.



Destruição de um balão com gás auxiliar
Uma história um pouco semelhante aconteceu com a segunda etapa do Falcon 9 no ano passado. A montagem do cilindro de reforço foi feita com violações da tecnologia. A montagem quebrou, o cilindro começou a se mover e perdeu a tensão. O segundo estágio, de fato, explodiu de excesso de pressão. Mas, nesse caso, veríamos primeiro uma imagem de fragmentos voadores e fluxos de oxigênio líquido e, em seguida, um incêndio. Como o querosene e o oxigênio não se auto-inflamam ao entrar em contato, uma faísca poderosa seria necessária para o combustível inflamar.



Ligue o mecanismo de satélite
O próprio satélite também tem um motor. Se pessoas ou equipamentos dessem um comando incorreto para iniciá-lo, os eventos teriam se desenvolvido de maneira diferente - a princípio, a tampa da cabeça ou o adaptador entre o segundo estágio e a tampa da cabeça teriam quebrado, e o fluxo de gás do motor em funcionamento seria claramente visível. O acidente se desenvolveu muito rapidamente para esse cenário.

Informações Adicionais


Na foto do flash, você pode ver quatro raios de exposição. Usando-os, você pode tentar construir o local exato da explosão no foguete:



há fotos desse local de outros lançamentos de maior qualidade.


Esta é a mesma foto sem corte e uma altura de 3000 pixels

do mesmo lado em que a câmera estava.



Você também pode encontrar um diagrama de sequência aproximado de um início real. Como a gravação do primeiro estágio é o mais próxima possível de um teste completo, esse diagrama de seqüência deve estar próximo do que aconteceu no local. O gráfico é mostrado de T-10 minutos a T-7 minutos.

T-0:10:00 Stage 2 Venting for LOX Fast Fill — .
T-0:09:50 Flight Software Final Setups complete — .
T-0:09:45 TEA-TEB Ignition System Setup — ( -).
T-0:09:45 Stage 2 Transmitter Re-Activation — .
T-0:09:30 M1D Trim Valve Cycling — M1D.
T-0:09:15 Stage 1 Helium Topping — .
T-0:07:45 MVac Fuel Trim Valve Setup — MVac
T-0: 07: 30 Prontidão de resfriamento do motor - prontidão para o arrefecimento do motor (pode haver uma pausa na preparação para a inicialização se a disponibilidade não for atingida)
T-0: 07: 00 Chilldown do motor (válvulas de sangria abertas, ambas as etapas) - primeiro o arrefecimento dos motores e o segundo estágio - a abertura das válvulas de drenagem.


A partir desta lista, a primeira operação foi realizada sem ambiguidade - a fumaça branca do oxigênio vaporizado dos tanques é claramente visível no vídeo. E as duas últimas operações definitivamente não foram realizadas - não houve pausa na drenagem do oxigênio evaporado.

Além disso, você pode tentar avaliar o que está acontecendo no vídeo com som sincronizado - a câmera estava a alguns quilômetros de distância e o som veio muito mais tarde. E então o acidente soa como se a câmera estivesse parada muito perto.



E, finalmente, é muito curioso que o usuário do Reddit, que afirma ter trabalhado para a SpaceX, diga com segurança que o problema está em equipamentos de solo, não em foguetes.

Versões


Que eventos poderiam desencadear um estrondo tão poderoso e rápido? As versões são dispostos em ordem aleatória.

componentes sujeitos a fugas e um curto-circuito
na área do depósito de combustível poderia começar vazamento de componentes do combustível e oxidante. Em seguida, um curto-circuito inflama a mistura obtida envolvente pequena explosão de uma bomba. Esta versão diz que o acidente ocorreu quando alimentando o foguete. Por outro lado, o vazamento não é tão difícil de ver, e o segundo requisito do acidente - curto-circuito para a sequência de ignição torna menos provável.

rodovias pureza de oxigénio violação
trapos oleosos em oleoduto oxigénio pode causar combustão espontânea - o óleo pode pegar fogo em oxigénio puro. Qualquer grande mancha de óleo esquecido na parede do tanque oxidante. Neste caso, não precisamos de uma cadeia complicada de causas, mas é preciso uma violação grave (ou um erro nas instruções) pessoal. Por razões semelhantes, no caso de um histórias de desastres de vítimas entre a equipa da casa.

Vazamento do sistema de ignição
julgar pela sequência de função, por volta desta altura o sistema está configurado para iniciar o motor de componentes hipergólicos trietil-trietilborano. As fugas desses componentes suficientes para a ignição.

operação errônea de minar o sistema
Mísseis a partir de Cabo Canaveral estão necessariamente equipados com sistemas de detonação em caso de acidente. Não se sabe onde essas cobranças estão no Falcon 9, mas um comando de erosão incorreto pode fornecer uma imagem semelhante do incidente.

Queimar ou não queimar


O fato de o acidente ter ocorrido em preparação para a queima do teste da primeira etapa causou críticas adicionais à queima como método de teste para veículos lançadores. Na minha opinião, esse tipo de teste, como qualquer solução técnica, tem seus prós e contras. Esse teste é o mais próximo possível de um lançamento real, por exemplo, a queima do Zenith pode pegar um problema com uma fonte de energia a bordo, que causou um acidente no Sea Launch em 2013 nos primeiros segundos do voo. Ao mesmo tempo, a “partida quase real” durante a queima consome adicionalmente o recurso de motores, válvulas e outras coisas, o que aumenta a probabilidade de um acidente em voo real. Sim, agora todos aconselharão a Máscara a gravar apenas o primeiro estágio para não perder a carga útil, mas isso significa a integração do segundo estágio e da carga após a gravação,isto é, operações adicionais que não estão marcadas. Talvez a queima não tenha nenhuma relação com esse acidente - a explosão ocorreu no segundo estágio, quem sabe, talvez também tivesse entrado em colapso em 3 de setembro, em preparação para um lançamento real?

E, finalmente, vale a pena notar que Musk não é o único que usa o lançamento do veículo de lançamento na plataforma de lançamento. O orbital com o foguete Antares faz o mesmo (temporariamente, antes da construção de um banco de ensaio completo). E, com todo o equipamento de teste disponíveis, queimando até o Space Shuttle . Um teste semelhante é uma operação frequentemente não encontrada, mas ainda usada em foguetes. O principal é criar processos para que as vantagens do piercing superem os menos.

As consequências


Sem dúvida, este acidente é muito grave golpe para a SpaceX. O complexo de lançamento foi seriamente danificado, pelo menos até o final do ano não haverá novos lançamentos. Seis dos oito lançamentos planejados da SpaceX 2016 deveriam ser feitos a partir do complexo de lançamento destruído, e serão definitivamente adiados - os lançamentos na órbita geoestacionária não podem ser transferidos para outro complexo de lançamento no Cosmódromo de Vandenberg. Há alguma chance de que o local LC39A em construção para o Falcon Heavy esteja pronto antes que o reparo do LC40 danificado seja concluído, mas isso, em qualquer caso, interromperá seriamente o cronograma de lançamento. E se a causa do acidente for encontrada no foguete, ele precisará ser finalizado, e os lançamentos de todo o Falcon 9 de qualquer espaçoporto serão suspensos até que o problema seja resolvido e, no espaço, esses períodos são medidos em meses.

A Spacecom, uma operadora de satélite, também recebeu um grande golpe. No final de 2015, o AMOS 5 falhou, tendo trabalhado por apenas quatro anos em vez de quinze. E o falecido AMOS 6 se tornaria o satélite mais pesado e poderoso do grupo. A mídia informou que o acidente se enquadra no seguro de transporte via satélite; portanto, a Spacecom ainda receberá dinheiro do seguro, mas, infelizmente, o tempo é perdido para sempre.

A pergunta mais importante


Alguém pode me levar "maskofilom", alguém - "maskofobom", na verdade, eu só estou tentando alertar contra o fanatismo excessivo. O choque "como isso poderia ter acontecido com o gênio de todos os tempos e nações" e o exaltado "finalmente esse trapaceiro começou a conseguir o que ele merece" são igualmente errôneos. Mísseis caíram, estão caindo e cairão para todos que os lançarem. A questão é diferente. O lançamento do AMOS 6 deveria ser o 29º lançamento do veículo de lançamento do Falcon 9 (versões 1.0, 1.1 e Full Thrust). O acidente anterior com a perda do satélite em 2015 foi de 19 na conta de lançamento. Em 2013, no quarto lançamento, um dos motores entrou em colapso na primeira etapa e a carga útil associada foi perdida. Não importa como você considere, as estatísticas de acidentes ainda estão indo tão bem. Um acidente com o AMOS 6 não matará a SpaceX, mas se Mask continuar lançando um foguete por ano (ou dez lançamentos),será muito difícil para ele competir no mercado de serviços de lançamento e nos contratos da NASA. E todas as belas idéias com a reutilização de etapas ou a colonização de Marte, infelizmente, não são viáveis ​​sem o financiamento da NASA e as receitas de lançamentos comerciais.

UPD: Existem informações que a Spacecom exigiu da SpaceX US $ 50 milhões ou um lançamento gratuito, além de informações sobre um possível processo contra a SpaceX. Se realmente houver um tribunal, as perdas de reputação podem aumentar.

Source: https://habr.com/ru/post/pt397173/


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