Después de una investigación intensiva de cuatro meses sobre por qué un cohete SpaceX Falcon 9 explotó sin previo aviso en la plataforma de lanzamiento en septiembre pasado, la compañía anunció hoy los posibles fallos y los planes de una reanudación rápida de los vuelos el próximo domingo 8 de enero. , desde su complejo de lanzamiento en California, que transporta una carga útil comercial lucrativa de 10 satélites de retransmisión móviles avanzados para orbitar Iridium Communications.
"Apuntando al regreso al vuelo desde Vandenberg con el lanzamiento de @IridiumComm NEXT el 8 de enero", anunció SpaceX en su sitio web hoy lunes 2 de enero de 2017.
“Nuestra cita ahora es pública. El próximo domingo por la mañana, 8 de enero a las 10:28:07 pst. ¡Iridium NEXT lanzamiento # 1 vuela! " El CEO de Iridium Communications, Matt Desch, confirmó rápidamente por tuit hoy, 2 de enero.
SpaceX ha estado lidiando con las consecuencias de gran alcance y mundialmente famosas de la catastrófica explosión de la plataforma de lanzamiento que evocó un Falcon 9 y su costosa carga comercial israelí Amos-6 de $ 200 millones en Florida sin previo aviso, durante una prueba de combustible de rutina previa al vuelo el 1 de septiembre, 2016, en la plataforma 40 de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral.
Después del accidente del 1 de septiembre en la plataforma 40, SpaceX inició una investigación conjunta para determinar la causa raíz con la FAA, la NASA, la Fuerza Aérea de EE. UU. Y expertos de la industria que han estado "trabajando metódicamente a través de un extenso árbol de fallas para investigar todas las causas plausibles". "
"Hemos estado trabajando estrechamente con la NASA y la FAA [Administración Federal de Aviación] y nuestros clientes comerciales para entenderlo", dijo el CEO de SpaceX, Elon Musk.
A través del "análisis del árbol de fallas", la anomalía del 1 de septiembre se ha rastreado hasta una falla en uno de los tres tanques de almacenamiento de helio gaseoso ubicados dentro del tanque de oxígeno líquido (LOX) de la segunda etapa del cohete Falcon 9, según un comunicado emitido por SpaceX hoy que proporcionó algunos pero no muchos detalles técnicos.
La falla aparentemente se originó en un punto donde el tanque de helio "se dobla" y acumula oxígeno, lo que "conduce a la ignición" del propulsor de oxígeno líquido altamente inflamable en la segunda etapa.
Los tanques de helio, también conocidos como recipientes a presión con envoltura compuesta (COPV), se usan en ambas etapas del Falcon 9 para almacenar helio frío que se usa para mantener la presión del tanque.
"El equipo de investigación de accidentes trabajó sistemáticamente a través de un extenso análisis de árbol de fallas y concluyó que uno de los tres recipientes a presión superpuestos compuestos (COPV) dentro del tanque de oxígeno líquido (LOX) de la segunda etapa falló".
"Cada COPV consiste en un revestimiento interno de aluminio con una envoltura de carbono".
"Específicamente, el equipo de investigación concluyó que la falla probablemente se debió a la acumulación de oxígeno entre el revestimiento de COPV y la envoltura en un vacío o una hebilla en el revestimiento, lo que provocó la ignición y la posterior falla del COPV".
SpaceX dice que los investigadores identificaron "una acumulación de LOX o SOX súper frío en las hebillas debajo de la envoltura" como "causas creíbles de la falla de COPV".
Aparentemente, el LOX o SOX súper frío puede acumularse en las hebillas y reaccionar con las fibras de carbono en la envoltura, que actúan como una fuente de ignición.
Como parte de la actualización más reciente al Falcon 9, SpaceX cambió su procedimiento de carga de combustible para incluir el uso de oxígeno densificado, u oxígeno súper refrigerado, para cargar más propulsor en el mismo volumen, a una temperatura más baja de aproximadamente menos 340 grados Fahrenheit para SOX vs. alrededor de menos 298 grados Fahrenheit para LOX.
En esencia, SpaceX obtiene más galones de oxígeno súper refrigerado en el mismo volumen del tanque debido a la mayor densidad, y no tienen que cambiar las dimensiones del cohete.
Este cambio de temperatura permite que el Falcon 9 lance cargas más pesadas.
Sin embargo, el efecto secundario del proceso de sobreenfriamiento es que el oxígeno ahora está muy cerca de su punto de congelación, con el potencial de solidificarse parcialmente, en lugar de ser un líquido que fluye completamente. Luego, la fricción resultante con las fibras de carbono puede encender el oxígeno agrupado, lo que resulta en una bola de fuego instantánea y la destrucción del cohete, como sucedió con Falcon 9 y Amos-6 en la plataforma 40 el 1 de septiembre de 2016.
“Los investigadores concluyeron que el LOX súper frío puede acumularse en estas hebillas debajo de la envoltura. Cuando está presurizado, el oxígeno acumulado en esta hebilla puede quedar atrapado; a su vez, la rotura de fibras o la fricción pueden encender el oxígeno en la envoltura y causar que el COPV falle ”.
Muy preocupante para este autor es el hecho de que se confirma que las condiciones de carga de helio son tan bajas que en realidad pueden congelar el oxígeno líquido en forma sólida. Por lo tanto, no puede fluir libremente y aumenta significativamente las posibilidades de un "encendido por fricción".
Este mismo cohete Falcon 9 se usará para lanzar a nuestros astronautas a la ISS en 2018, sentados dentro de un Dragón de la Tripulación sobre el tanque de helio bañado en LOX súper frío.
"Los investigadores determinaron que la temperatura de carga del helio era lo suficientemente fría como para crear oxígeno sólido (SOX), lo que exacerba la posibilidad de que el oxígeno quede atrapado, así como la probabilidad de ignición por fricción".
SpaceX dice que abordarán las causas del accidente a través de una combinación de "acciones correctivas" a corto y largo plazo.
"Las acciones correctivas abordan todas las causas creíbles y se centran en los cambios que evitan las condiciones que llevaron a estas causas creíbles".
Las correcciones a corto plazo implican cambios más simples en la configuración de COPV y la modificación de las condiciones de carga de helio.
"A corto plazo, esto implica cambiar la configuración de COPV para permitir que se cargue helio a una temperatura más cálida, así como devolver las operaciones de carga de helio a una configuración comprobada de vuelo anterior basada en las operaciones utilizadas en más de 700 cargas exitosas de COPV".
Por lo tanto, queda por ver si SpaceX continúa el uso de oxígeno densificado o no en el corto plazo.
Las correcciones a largo plazo implican cambiar el hardware COPV en sí y tomará más tiempo implementarlo. También es probable que sean más efectivos, pero solo el tiempo lo dirá.
"A largo plazo, SpaceX implementará cambios de diseño en los COPV para evitar las hebillas por completo, lo que permitirá operaciones de carga más rápidas".
El despegue del SpaceX Falcon 9 con la carga útil de 10 satélites de comunicaciones IridiumNEXT de próxima generación idénticos se llevará a cabo desde el Space Launch Complex 4E en la Base Vandenberg de la Fuerza Aérea en California, suponiendo que la Administración Federal de Aviación (FAA) otorgue primero la aprobación requerida.
No se lanzará Falcon 9 hasta que la FAA dé el "IR".
Además, en previsión de anunciar la fecha de lanzamiento específica de 'Return to Flight', los técnicos ya han procesado el cohete Falcon 9 para el despegue de 'Return to Flight' con la vanguardia de una flota de satélites de transmisión de voz y datos móviles IridiumNEXT para Iridium Communications: como informé la semana pasada en mi historia aquí, y posteriormente tuiteado por el CEO de Iridium, Matt Desch, diciendo "Buen resumen".
La semana pasada, los primeros diez satélites de transmisión de datos y voz móviles IridiumNEXT fueron alimentados, apilados y metidos dentro del cono de la nariz del cohete Falcon 9 designado como el lanzador 'Return to Flight' de SpaceX para permitir un despegue lo antes posible después de una aprobación se recibe de la FAA.
"Iridium está complacido con el anuncio de SpaceX sobre los resultados de la anomalía del 1 de septiembre identificados por su equipo de investigación de accidentes, y sus planes de apuntar a un regreso al vuelo el 8 de enero con el primer lanzamiento de Iridium NEXT", dijo Iridium Communications en su sitio web hoy, 2 de enero.
Otro hito a tener en cuenta es la prueba de fuego estática del motor de la primera etapa que SpaceX lleva a cabo rutinariamente varios días antes del lanzamiento. Es exactamente el mismo tipo de prueba en la que el Falcon 9 explotó en Florida unos cinco minutos antes del corto encendido del motor Merlin 1D para confirmar la preparación para el lanzamiento real que se había planeado para 2 días después.
La misión Iridium 1 es la primera de siete lanzamientos planificados de Falcon 9, con un total de 70 satélites.
"Iridium está reemplazando su constelación existente enviando 70 satélites Iridium NEXT al espacio en un cohete SpaceX Falcon 9 en 7 lanzamientos diferentes", dice Iridium.
El objetivo de esta misión privada es entregar los primeros 10 satélites Iridium NEXT en órbita terrestre baja para inaugurar lo que será una nueva constelación de satélites dedicados a las comunicaciones móviles de voz y datos.
Iridium finalmente planea lanzar una constelación de 81 satélites Iridium NEXT en órbita terrestre baja.
"Al menos 70 de los cuales serán lanzados por SpaceX", según el contrato de Iridium con SpaceX.
Mientras tanto, la plataforma 40, que sufrió graves daños durante la explosión del 1 de septiembre, está siendo sometida a reparaciones y renovaciones exhaustivas para volver a ponerla en línea.
No se sabe cuándo el pad 40 estará en condiciones de reanudar los lanzamientos de Falcon 9.
Mientras tanto, SpaceX planea reanudar inicialmente los lanzamientos desde la costa espacial de Florida en el Centro Espacial Kennedy (KSC) desde la plataforma 39A, la antigua plataforma de transporte que SpaceX ha arrendado a la NASA.
Los lanzamientos comerciales de SpaceX en KSC podrían comenzar desde la plataforma 39A a principios de 2017, después de que se completen las modificaciones para el Falcon 9.
La calamidad del 1 de septiembre fue la segunda falla del Falcon 9 en 15 meses y puso en duda la fiabilidad general de los cohetes. Ambos incidentes involucraron el sistema de helio de la segunda etapa, pero SpaceX mantiene que no están relacionados.
La primera falla del Falcon 9 implicó una explosión catastrófica en el aire en la segunda etapa, aproximadamente dos minutos y medio después del despegue, durante el lanzamiento del reabastecimiento de carga Dragon CRS-7 para la NASA a la Estación Espacial Internacional el 28 de junio de 2015, y fue testigo de esto autor. El accidente se remonta a un puntal fallido que sostiene el tanque de helio dentro del tanque de oxígeno líquido. El tanque de helio se desalojó y finalmente rompió la segunda etapa, ya que la primera etapa todavía estaba disparando, lo que resultó en una pérdida total del cohete y la carga útil.
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