SpaceX опубликовала результаты расследования аварии космического корабля Crew Dragon, которая произошла во время дополнительных огневых испытаний двигателей на мысе Канаверал 20 апреля. И теперь мы наконец можем узнать, что конкретно привело к той самой «аномалии», из-за которого корабль Crew Dragon был полностью уничтожен. Так вот, виновником назван титановый обратный клапан системы наддува.
Пилотируемый корабль Crew Dragon оснащается двумя отдельными двигательными установками низкого и высокого давления. Первая с шестнадцатью двигателей Draco предназначена для орбитальных маневров, а вторая с восемью двигателями SuperDraco отвечает за отстрел и управляемое приземление спасательной капсулы в случае возникновения нештатной ситуации. После успешного демонстрационного полета к МКС и обратно, проводившегося без экипажа в марте 2019 года, SpaceX решила провести дополнительные испытания двигательных установок. Это были финальные огневые испытания перед запланированной на конец июня проверкой системы аварийного спасения корабля Crew Dragon в полете, которая является одной из последних необходимых пунктов утвержденной NASA программы сертификации пилотируемого корабля Crew Dragon. Два первых испытания с использованием двенадцати двигателей Draco прошли успешно, но запуск восьми двигателей SuperDraco в рамках финального теста привел к взрыву и полному разрушению корабля.
Проведя первичный анализ, комиссия по расследованию аварии установила, что авария произошла за 100 мс до зажигания восьми двигателей SuperDraco — на этапе повышения давления в двигательных системах корабля Crew Dragon. Комиссия провела отдельные испытания в сборочном цеху SpaceX в Макгрегоре (штат Техас) для оценки воспламеняемости внутренних компонентов обратного клапана, гелиевой системы, а также других материалов. Группа отталкивалась от следов возгорания в обратном клапане, обнаруженных по собранным с испытательной площадки во Флориде обломкам. Что важно, сами двигатели SuperDraco оказались неповрежденными, что еще раз подтвердило их надежность. Группе удалось восстановить всю цепочку событий, которые привели к взрыву. Утечка в одном из компонентов позволила жидкому окислителю (тетраоксиду диазота, NTO) попасть в гелиевые трубки, находившиеся под высоким давлением. Поток тетраоксида диазота на большой скорости прошел через обратный клапан гелиевой системы во время инициализации системы спасения, что привело к отказу обратного клапана. Отказ титанового компонента в среде тетраоксида диазота под высоким давлением оказался достаточным, чтобы вызвать воспламенение обратного клапана и последовавший за ним взрыв.
В SpaceX особо подчеркнули, что реакция между титаном и тетраоксидом диазота при высоком давлении была совершенно неожиданной. Титан используется во многих космических кораблях по всему миру на протяжении десятков лет и ничего подобного ранее не случалось. На пресс-конференции вице-президент SpaceX по обеспечению безопасности полетов Ханс Кенигсманн в конечном итоге признал, что в некоторой степени это был конструктивный недостаток, добавив, что стендовые огневые испытания и авария дала множество полезных данных. И что уроки, извлеченные из этого и других тестов, в перспективе позволят сделать корабли SpaceX еще безопаснее и надежнее. Руководитель программы NASA по коммерческим пилотируемым миссиям Кэти Людерс со своей стороны назвала произошедшее «огромным подарком» судьбы. Если бы подобное произошло во время полета, то результат был бы аналогичным — полное разрушение корабля. И тогда это была бы катастрофа.
SpaceX уже занялись внедрением соответствующих мер, таких как устранение в системе аварийного спасения возможных путей утечки жидкого топлива в систему наддува. Этот риск будет полностью устранен путем замены обратных клапанов, пропускающих жидкость только в одну сторону, на мембранные предохранительные устройства, которые обеспечивают полную герметичность до открытия под высоким давлением.
Понятно, что этот инцидент сдвинет график, но важно, что проблема не с двигателями Draco или SuperDraco, а с системой наддува. У SpaceX есть несколько кораблей Crew Dragon на разных стадиях производства и испытаний. Корабль Crew Dragon, предназначенный на вторую демонстрационную миссию SpaceX к Международной космической станции (Demo-2) будет использован в испытании системы аварийного спасения в полете. Корабль, предназначенный для первого эксплуатационного полета (Crew-1) с экипажем будет запущен в миссии Demo-2.
NASA не исключает вероятности осуществления миссии DM-2 в этом году. SpaceX в этом плане тоже оптимистичны, но работы еще много.
Источник: SpaceX и The Alpha Centauri