Na een intensief onderzoek van vier maanden naar de reden waarom een SpaceX Falcon 9-raket afgelopen september zonder waarschuwing op het lanceerplatform explodeerde, kondigde het bedrijf vandaag de waarschijnlijke mislukkingen aan, evenals plannen voor een snelle hervatting van vluchten zodra volgende zondag, 8 januari. , van hun lanceringscomplex in Californië - met een lucratieve commerciële lading van 10 geavanceerde mobiele relaissatellieten in een baan om Iridium Communications.
"Targeting op terugkeer naar vlucht vanuit Vandenberg met de @IridiumComm NEXT-lancering op 8 januari", kondigde SpaceX vandaag, maandag 2 januari 2017, aan op hun website.
'Onze date is nu openbaar. Volgende zondagochtend 8 januari om 10:28:07 pst. Iridium NEXT lanceert # 1 vliegt! " Matt Desch, CEO van Iridium Communications, werd snel bevestigd door een tweet vandaag, 2 januari.
SpaceX heeft te maken gehad met de verreikende en wereldberoemde gevolgen van de catastrofale explosie van het lanceerplatform die een Falcon 9 en zijn dure Israëlische Amos-6 commerciële lading van $ 200 miljoen zonder waarschuwing uit de weg ruimde, tijdens een routinematige preflight-tanktest op 1 september, 2016, op pad 40 op Cape Canaveral Air Force Station.
Na het ongeluk op 1 september op pad 40, startte SpaceX een gezamenlijk onderzoek om de hoofdoorzaak te achterhalen met de FAA, NASA, de Amerikaanse luchtmacht en experts uit de industrie die “methodisch door een uitgebreide foutenboom hebben gewerkt om alle plausibele oorzaken te onderzoeken. "
"We hebben nauw samengewerkt met NASA en de FAA [Federal Aviation Administration] en onze commerciële klanten om het te begrijpen", zegt Elon Musk, CEO van SpaceX.
Via de "foutenboomanalyse" is de anomalie van 1 september terug te voeren op een storing in een van de drie gasvormige heliumopslagtanks die zich in de tweede trap van de vloeibare zuurstof (LOX) -tank van de Falcon 9-raket bevinden, volgens een verklaring van SpaceX vandaag wat enkele maar niet veel technische details opleverde.
De storing is blijkbaar ontstaan op een punt waar de heliumtank "knikt" en zuurstof ophoopt - "wat leidt tot ontbranding" van het licht ontvlambare vloeibare zuurstof-drijfgas in de tweede fase.
De heliumtanks - ook wel composiet omwikkelde drukvaten (COPV's) genoemd - worden in beide fasen van de Falcon 9 gebruikt om koud helium op te slaan dat wordt gebruikt om de tankdruk op peil te houden.
"Het onderzoeksteam voor ongevallen heeft systematisch een uitgebreide foutenboomanalyse uitgevoerd en heeft geconcludeerd dat een van de drie samengestelde omwikkelde drukvaten (COPV's) in de tweede trap met vloeibare zuurstof (LOX) -tank defect is geraakt."
"Elke COPV bestaat uit een aluminium binnenvoering met een koolstofomhulling."
"Concreet concludeerde het onderzoeksteam dat de storing waarschijnlijk te wijten was aan de ophoping van zuurstof tussen de COPV-voering en omhulling in een holte of een gesp in de voering, wat leidde tot ontsteking en het daaropvolgende falen van de COPV."
SpaceX zegt dat onderzoekers "een opeenhoping van supergekoelde LOX of SOX in gespen onder de omhulling" hebben geïdentificeerd als "geloofwaardige oorzaken voor de COPV-storing".
Blijkbaar kan de supergekoelde LOX of SOX zich in de gespen verzamelen en reageren met koolstofvezels in de omhulling - die fungeren als ontstekingsbron.
Als onderdeel van de meest recente upgrade naar de Falcon 9 veranderde SpaceX hun brandstofprocedure met het gebruik van verdichte zuurstof - of supergekoelde zuurstof - om meer drijfgas in hetzelfde volume te laden, bij een lagere temperatuur van ongeveer minus 340 graden Fahrenheit voor SOX vs. ongeveer 298 graden Fahrenheit voor LOX.
In wezen krijgt SpaceX meer liters supergekoelde zuurstof in hetzelfde tankvolume vanwege de hogere dichtheid - en ze hoeven de afmetingen van de raket niet te veranderen.
Door deze temperatuurverandering kan de Falcon 9 zwaardere ladingen lanceren.
Het neveneffect van het superchilling-proces is echter dat de zuurstof zich nu heel dicht bij het vriespunt bevindt - met het potentieel om gedeeltelijk te stollen in plaats van een volledig vrij stromende vloeistof te zijn. Vervolgens kan de resulterende wrijving met koolstofvezels de samengevoegde zuurstof doen ontbranden, wat resulteert in een onmiddellijke vuurbal en vernietiging van de raket - zoals gebeurde met Falcon 9 en Amos-6 op pad 40 op 1 september 2016.
'Onderzoekers concludeerden dat supergekoelde LOX zich in deze gespen onder de omhulling kan verzamelen. Onder druk kan de zuurstof in deze gesp vast komen te zitten; op hun beurt kan het breken van vezels of wrijving de zuurstof in de buitenverpakking doen ontbranden, waardoor de COPV faalt. ”
Zeer zorgwekkend voor deze auteur is het feit dat bevestigd wordt dat de beladingstoestanden voor helium zo laag zijn dat ze de vloeibare zuurstof zelfs in vaste vorm kunnen bevriezen. Het kan dus niet vrij stromen en vergroot de kans op een "wrijvingontsteking" aanzienlijk.
Dezezelfde Falcon 9-raket zal worden gebruikt om onze astronauten in 2018 naar het ISS te lanceren - gezeten in een Crew Dragon bovenop de heliumtank badend in supergekoelde LOX.
"Onderzoekers hebben vastgesteld dat de laadtemperatuur van het helium koud genoeg was om vaste zuurstof (SOX) te creëren, wat de kans op vastzitten van zuurstof en de kans op wrijving door ontsteking vergroot."
SpaceX zegt dat ze de oorzaken van het ongeluk zullen aanpakken door een combinatie van zowel corrigerende maatregelen op korte als op lange termijn.
"De corrigerende maatregelen pakken alle geloofwaardige oorzaken aan en richten zich op veranderingen die de omstandigheden vermijden die tot deze geloofwaardige oorzaken hebben geleid."
De kortetermijnfixes omvatten eenvoudiger wijzigingen in de COPV-configuratie en het wijzigen van de heliumbelastingsomstandigheden.
"Op korte termijn houdt dit in dat de COPV-configuratie moet worden gewijzigd om helium met een hogere temperatuur te kunnen laden, en dat de heliumbeladingsoperaties moeten worden teruggebracht naar een eerdere bewezen configuratie op basis van operaties die worden gebruikt bij meer dan 700 succesvolle COPV-ladingen."
Het valt dus nog te bezien of SpaceX het gebruik van verdichte zuurstof voortzet of niet op korte termijn.
De langetermijnoplossingen omvatten het wijzigen van de COPV-hardware zelf en het duurt langer om te implementeren. Ze zijn waarschijnlijk ook effectiever, maar alleen de tijd zal het leren.
"Op de lange termijn zal SpaceX ontwerpwijzigingen doorvoeren in de COPV's om gespen helemaal te voorkomen, waardoor snellere laadbewerkingen mogelijk worden."
De lancering van de SpaceX Falcon 9 met het laadvermogen van 10 identieke IridiumNEXT-communicatiesatellieten van de volgende generatie zal plaatsvinden vanaf Space Launch Complex 4E op de luchtmachtbasis Vandenberg in Californië - ervan uitgaande dat de vereiste goedkeuring eerst wordt verleend door de Federal Aviation Administration (FAA).
Er zal geen Falcon 9-lancering plaatsvinden totdat de FAA de 'GO' geeft.
Bovendien, in afwachting van de aankondiging van de beoogde lanceringsdatum van 'Return to Flight', hebben technici de Falcon 9-raket al verwerkt voor de 'Return to Flight'-explosie met de voorhoede van een vloot van IridiumNEXT mobiele spraak- en datarelaisatellieten voor Iridium Communications - zoals ik vorige week in mijn verhaal hier rapporteerde - en vervolgens tweette door Iridium CEO Matt Desch en zei: "Leuke samenvatting."
Vorige week werden de eerste tien IridiumNEXT mobiele spraak- en datarelaisatellieten gevoed, gestapeld en in de neuskegel van de Falcon 9-raket gestoken die werd aangeduid als SpaceX's 'Return to Flight'-lanceerinrichting om zo snel mogelijk na goedkeuring te kunnen ontploffen is ontvangen van de FAA.
"Iridium is verheugd met de aankondiging van SpaceX over de resultaten van de anomalie van 1 september, zoals geïdentificeerd door hun onderzoeksteam voor ongevallen, en hun plannen om op 8 januari met de eerste Iridium NEXT-lancering terug te vliegen", zei Iridium Communications vandaag op hun website, 2 januari.
Een andere mijlpaal om naar te kijken is de eerste fase van de statische brandtest van de motor die SpaceX routinematig enkele dagen voor de lancering uitvoert. Dat is precies dezelfde typetest waarbij de Falcon 9 ongeveer vijf minuten voor de korte Merlin 1D-motorontsteking in Florida opblies om te bevestigen dat hij klaar was voor de echte lancering die twee dagen later was gepland.
De Iridium 1-missie is de eerste van zeven geplande Falcon 9-lanceringen - in totaal 70 satellieten.
"Iridium vervangt de bestaande constellatie door 70 Iridium NEXT-satellieten de ruimte in te sturen op een SpaceX Falcon 9-raket over 7 verschillende lanceringen", zegt Iridium.
Het doel van deze privaat gecontracteerde missie is om de eerste 10 Iridium NEXT-satellieten in een lage baan om de aarde te brengen om een nieuwe constellatie van satellieten voor mobiele spraak- en datacommunicatie in te wijden.
Iridium is uiteindelijk van plan een constellatie van 81 Iridium NEXT-satellieten in een lage baan om de aarde te lanceren.
"Minstens 70 daarvan zullen door SpaceX worden gelanceerd", volgens het Iridium-contract met SpaceX.
Ondertussen wordt pad 40, die zwaar beschadigd was tijdens de explosie van 1 september, uitgebreid gerepareerd en gerenoveerd om het weer online te brengen.
Het is niet bekend wanneer pad 40 geschikt zal zijn om Falcon 9-lanceringen te hervatten.
In de tussentijd is SpaceX van plan de lanceringen initieel te hervatten vanaf de Florida Space Coast in het Kennedy Space Center (KSC) vanaf pad 39A, het voormalige shuttle-pad dat SpaceX van NASA heeft gehuurd.
Commerciële lancering van SpaceX op KSC kan ergens in het begin van 2017 beginnen vanaf pad 39A - nadat de aanpassingen voor de Falcon 9 zijn voltooid.
De ramp op 1 september was de tweede Falcon 9-storing binnen 15 maanden en zette de algehele betrouwbaarheid van de raketten ter discussie. Beide incidenten betroffen het heliumsysteem van de tweede fase, maar SpaceX beweert dat ze geen verband houden.
De eerste Falcon 9-storing betrof een catastrofale explosie in de lucht in de tweede fase ongeveer twee en een halve minuut na het opstijgen, tijdens de Dragon CRS-7 ladingbevoorrading voor NASA naar het internationale ruimtestation op 28 juni 2015 - en getuige hiervan auteur. Het ongeval was te wijten aan een mislukte stut die de heliumtank in de tank voor vloeibare zuurstof vasthield. De heliumtank is losgeraakt en heeft uiteindelijk de tweede trap verbroken omdat de eerste trap nog steeds aan het vuren was, wat resulteerde in een totaal verlies van de raket en het laadvermogen.
Blijf hier op de hoogte voor Ken's voortdurende nieuws over aarde en planetaire wetenschap en bemande ruimtevaart.
