Co zničilo Crew Dragon?

Kosmická loď Crew Dragon, která na začátku března úspěšně zvládla první nepilotovaný testovací let k ISS, měla na začátku léta podstoupit zkoušku záchranného systému za letu, která jí měla otevřít cestu k pilotované testovací misi. Jenže 20. dubna při jedné ze zkoušek, která měla předcházet testu záchranného systému došlo k nehodě, která zničila celou kabinu lodi. Příčiny selhání začala vyšetřovat speciální komise, ve které byli kromě odborníků ze SpaceX i zástupci NASA. Včera byly konečně oznámeny výsledky a my tak už víme, co nehodu způsobilo a jak se SpaceX postarala o to, aby se už neopakovala.

K nehodě došlo 100 milisekund (0,1 sekundy) před zážehem osmi motorů SuperDraco během tlakování pohonného systému. Ukázalo se, že některá netěsnící součástka umožnila kapalnému okysličovadlu (oxidu dusičitému (NTO)) dostat se do vysokotlakých heliových trubek. Tato usazenina byla při tlakování systému urychlena na značnou rychlost a při průchodu přes titanový zpětný ventil jej mechanicky poškodila. Tohle poškození bylo dostatečné na to, aby se NTO dostal do kontaktu s nezoxidovaným titanem, čímž se ventil vznítil, což vedlo k destrukci celé lodi. Tuto teorii mimo jiné potvrzují nejen důkazy z videa a telemetrie, ale i zkoušky provedené na základně McGregor.

Na základě zjištěných informací již SpaceX provedla několik úprav. Jednou z hlavních změn je úplné eliminování možnosti vstupu pohonných látek do tlakovacího systému. SpaceX se také rozhodla nahradit čtyři zpětné ventily, které umožňují tok kapaliny jedním směrem za tzv. iniciační pyroslože (burst disc). Tato součástka perfektně těsní, dokud ji neotevře vysoký tlak, což by mělo kompletně zamezit aktuální nehodě. Nejen vyšetřování havárie, ale i průběh úprav SpaceX provádí v úzké spolupráci s NASA.

Motory SuperDraco slouží lodi Crew Dragon jako záchranná věžička v případě hrozícího nebezpečí.

Motory SuperDraco slouží lodi Crew Dragon jako záchranná věžička v případě hrozícího nebezpečí.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Crew Dragon má dva oddělené pohonné systémy. Prvním je nízkotlaký (2 MPa) dvousložkový systém pro 16 orientačních motorků Draco, které se používají k manévrování na oběžné dráze. Druhým systémem je vysokotlaký (16,5 MPa) dvousložkový pohonný systém s osmi motory SuperDraco, které se použijí pouze v případě nebezpečí jako záchranná věžička. SpaceX již funkčnost obou systémů důkladně několikrát otestovala a v rámci dodatečných zkoušek se chystá na test záchranného systému za letu. Díky nehodě a následným vylepšením by měl být Crew Dragon bezpečnější než dříve – právě to je účel důkladného testování.

Jako prakticky u všech nehod, i zde se pracuje s nejpravděpodobnější možností nehody. SpaceX i NASA tedy i nadále pokračují ve vyšetřování, aby vyvrátili co nejvíce dalších potenciálních scénářů, ale není pravděpodobné, že by se objevilo něco nečekaného – navíc i díky shodě získaných údajů s dalšími zkouškami. Co je ale jisté už teď, je fakt, že motory SuperDraco ani tlakové nádoby COPV v této havárii neměly vůbec žádnou roli. Na tiskové konferenci zástupci NASA i SpaceX vyjádřili naději, že by k pilotované testovací misi DM-2 mohlo dojít ještě letos. Bude to prý ale složité.

Zdroje informací:
https://www.spacex.com/
https://twitter.com/
https://twitter.com/
https://twitter.com/
https://twitter.com/

Zdroje obrázků:
https://forum.nasaspaceflight.com/…47552.0;attach=1547943;image
https://upload.wikimedia.org/…Hawthorne_facility_%2816789102495%29.jpg

Co zničilo Crew Dragon?, 5.0 out of 5 based on 21 ratings
Pin It
(Visited 4 886 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (21 votes cast)
(Visited 4 886 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


48 komentářů ke článku “Co zničilo Crew Dragon?”

  1. Peter P napsal:

    Tato nehoda mozno pomohla zachranit ludske zivoty….to je jedno ze sa termin posunie, ale v priprade ze by tam sedeli ludia tak by CrueDragon asi tazko dostal v buducnosti certifikaciu.

    Klobuk dolu pred forenznou pracou technikov a ludi ktori pracovali na tomto vysetrovani, ale celkovo na vysetrovaniach vseobecne ci uz v leteckom, automobilovom alebo inom priemysle.

  2. Jakub napsal:

    No při takové nehodě žadny z bezpečnostních mechnizmu nepomuže to je celkem zajímavé.

  3. Kenny007 napsal:

    Díky za podrobné informace. Musím říct, že dokázat během pouhých tří měsíců od takovéhoto totálního R.U.D. odhalit příčinu, otestovat to v reálu a navrhnout řešení je ukázka opravdu dobré práce. Lidé ze SpaceX mě již dlouho nepřestávají překvapovat. Ve výsledku bude CrewDragon zas o něco bezpečnější, nehledě na to, že tento poznatek jistě využijí i další lodě.

  4. ixb1 napsal:

    Tak hlavně aby materiál té membrány byl inertní vůči N2O4.

  5. Tiga napsal:

    Nemám příliš velkou důvěru k teamu DFMEA u Špaček 🙂

  6. Jiří Kouřil napsal:

    Ten “burst disc” bude nejspíš tlaková membrána, která se protrhne při dosažení definovaného tlaku.

  7. Alois napsal:

    Jasné je že za havárií tedy může konstrukční nedostatek a je nutná konstrukční změna.
    Při změně konstrukce by měly následovat opakované zkoušky systémů dotčených změnou a finální zkoušky či zkouška celku. To se obejít nedá a do konce roku je minimum času. Palivový systém je nedílnou součástí pohonu, pokud palivový systém není bezpečný nelze ani hovořit o bezpečné funkci systému palivo + motory. Zejména pro případ, že tento systém má fungovat jako záchranný je tvrzení, že motory jsou bezpečné neboť pouze selhal systém dodávky paliva pštrosím strkáním hlavy do písku. V historii NASA se podobná bagatelizace několikrát nevyplatila a hle je to tu znovu.
    Pokud bude na prvním místě bezpečnost a nikoli politika či komerce, obávám se, že dříve než za rok se nedá vše napravit.
    Samozřejmě bych byl uvítal, kdyby se můj pesimistický scénář nenaplnil a loď s astronauty na palubě letos odstartovala.

    • Petr Šída napsal:

      Ten systém bude naplno otestovány při inflight abort testu, co víc byste ještě navrhoval?

      • Alois napsal:

        Nic jiného než je obvyklé. To znamená předepsané zkoušky u výrobce materiálů pro nové komponenty. Předepsané zkoušky nových komponentů u výrobce. Předepsané zkoušky sestav do nichž budou zabudovány. Potom zkoušky integrace do finálního celku. Poté test dle Vašeho popisu. Doufám že by to mělo postačit pro certifikaci.

    • Kamil napsal:

      Byl byste skvělý kongresman za demokraty, opravdu jste se minul povoláním. NASA by si vaše stanovisko měla zaramovat.
      A jak říkal administrátor NASA, nebýt politiků, už bychom byli na Marsu.

      • Petr Groh napsal:

        Díky, chlapi!!

        • Petr Groh napsal:

          Pane Majere, díky za stránky Kosmonautix!
          Člověk se tu nejen poučí, ale občas i skvěle pobaví.

          Ještě kdyby fungovaly ty obrázkové emotikony, jako v komentářích na YouTube.
          Zkusil jsem jich pár nasypat pro pány Aloise a Kamila, ale nepovedlo se.
          Smál jsem se, až mi tekly slzy.
          (upřímně a bez ironie)

          Ještě jednou díky vám všem.
          I za ten R.U.D.
          :-)))

    • Samo2 napsal:

      Je otázne či ide o konštrukčný problém keď ventil testovaný bol a za podmienok ktoré boli predpokladané by fungoval správne. Nejako si neviem predstviť popisovsné zverubné testovanie prietržnej tlakovej membrány ja 1 použitie… To je čisto pasívne zariadenie ktoré keď je navrhnuté a vytobené správne fungovať musí, jefiné testy bude snáď nejaká defektoskopia či meranie hrúbky materiálu. Inak áno, je zrejmé že to v kompletnom systéme testovať budú pri IFA a takmer určite aj ma základni Mc Gregor kde už nejaké testy prebehli.

  8. Jirka napsal:

    Ovšem burst disk je zřejmě na jedno použití a to je proti filozofii SpaceX…. nedá se to otestovat.

  9. Hawk napsal:

    Ja myslim, ze neni nutne tolik tlacit na start v letosnim roce, uz nehraje roli, jestli odstartuji koncem roku nebo v prvni pulce roku pristiho. Dulezite je prokazani spolehlivosti, aby CDragon mohl, krom prepravy posadek na ISS, generovat dalsi prijmy napr. z turistickych letu na LEO popripade na “hotelovou” cast ISS(pokud nejaka bude).

    Clanek vyznel optimisticky, tak snad je vyresen i problem s padaky.
    “Zkouška padáků Crew Dragonu skončila nezdarem”
    https://www.elonx.cz/spacex-provedlo-test-padaku-crew-dragonu-ale-zkouska-skoncila-nezdarem/

  10. zvejkal napsal:

    Ak tomu dobre rozumiem, tak superdraco sa uz definitivne budu moct zapalit len raz a tym padom uz nie je mozne ani len teoreticky uvazovat o motorickom pristavani kapsule.

  11. Miloš Hůla napsal:

    Mám tři dotazy. V textu je věta: “Tato usazenina byla při tlakování systému urychlena na značnou rychlost…”. Před tím se, ale v textu o žádné usazenině nemluví. Něco z textu asi vypadlo, nerozumím tomu? N2O není přece usazenina?

    Druhý dotaz: titan s N2O hoří? je k tomu nějaké doplňují info? Existuje materiál, který s N2O nehoří, jako alternativa?

    Dotaz třetí, je zmínka o testování v McGregoru. Podařilo se jim nehodu opakovat při testování? Myslím, že při šetření nehody s Amos se jim při testech nehodu podařilo zopakovat a proto si byli jistí, co se asi stalo.

    • Jan Jančura napsal:

      Podle článku se jedná o oxid dusičitý NO2, ne o oxid dusnatý N2O.
      Oxid dusičitý je silné oxidační činidlo, proto se používá jako okysličovadlo v raketových motorech. Proto v něm může titan hořet. Poněvadž jeho teplota varu je 21°C, je výhodnější pro skladování než tekutý kyslík. Na další otázky neznám odpověď.

      • František J Rejl napsal:

        Oxid dusicity NO2
        Oxid dusnaty NO
        Oxid dusny N2O

        Oxid dusicity se podle teploty vyskytuje jako NO2 nebo dimer N2O4

      • Jan Jančura napsal:

        Ještě doplňuji, že se oxid dusičitý může vyskytovat v podobě dimeru se vzorcem N2O4. K jeho výhodám patří také jeho poměrně vysoká specifická hmotnost (1,9 resp. 3.4 g/cm3) a tím menší velikost nádrží. Pro zmíněnou událost je však asi důležité, že má nízký bod tání -11°C, takže se může ve zmiňovaném potrubí helia usadit jako “zrnka ledu”.

      • Miloš Hůla napsal:

        N2O je z mojí strany samozřejmě přklep je to NO2 nebo N2O4.

    • Dušan Majer napsal:

      Pokusím se na všechny tři otázky odpovědět.
      1) Tou usazeninou je myšlen onen vniknutý N2O, nenašel jsem jiný vhodný výraz.
      2) Ano, hoří. Tady si dlvolím zkopírovat perfektní příspěvek, který k tomuto tématu napsal na naše fóru uživatel todtv: Titan je prevít. V oxidačním prostředí za zvýšené teploty reaguje titan bez ochrany rychle i přímo s kyslíkem a i přímo s dusíkem!. Je to reaktivní prvek, který se musí za vyšších podmínek možné oxidace povrchově chránit. To byl hlavní důvod, proč se rozšířil později, přesto, že je velmi běžný i normálně přímo v půdě. Bod tání má jen mírně vyšší než železo, takže tepelně by to problém nebyl a mohli ho tak zpracovávat už ve starověku, ale když on za vyšší teploty reaguje taky přímo s uhlíkem, takže na něj např. postupy hutnictví železa (pouhá jednoduchá redukce uhlíkem, s přídavkem vápna, někdy křemíku apod.) nefunguje, protože “blbec” se vším chemicky za vyšším teplot zreaguje. A postup s převodem na plyn a ten následně redukovat hořčíkem v atomosféře argonu na kovový titan by ve starověku ani středověku nezvládli. Také proto je jeho výroba dražší, i když o něj ve sloučeninách zakopáváme na každěm kroku. Při zahřátí reaguje přímo i se silnými oxidovadly hlavně pod vyšším tlakem jako uvedená N sloučenina, navíc přímo reguje i se vznikajícím dusíkem za těchto extrémnějších podmínek.

      Výhodou Titanu za extrémnějších podmínek je jeho pevnost vzhledem k hmotnosti, nikoliv chemická stálost. Tinan nenní platina, Iridium, zlato, které jsou líné se vůbec s něčím slučovat už v základu. Samozřejmě za běžných podmínek se na povrchu pasivuje jako hliník, zinek apod a tak běžně venku “nezrezne” jako železo. Dle Beketovovy řady kovů je titan méně ušlechtilý kov než zinek a hlíník je hned za ním. Samozřejmě všechny tyto 3 kovy jsou ještě méně ušlechtilé než železo. Tedy dle tohoto je tittan ušlechtilostí reaktivní nekdě mezi zinkem a hliníkem (přesně je mezi hliníkem a manganem). A hliník ani zinek nelze považovat za chemicky odolné za extríémnějších podmínek. Železo má tu smůlu, že železo běžné čistoty se na povrchu sice pokryje vrstvičkou oxidů železa, ale ta se díky svým vlastnostem od povrchu železa odloupne a pevně na jeho povrchu neulpí a nechrání ho.
      Celkově je titan stálý za běžných podmínek (i vůči bežným kyselinám a louhům), ale pod vyšší teplotou/tlakem/silným oxidovadlem rychle chemicky reaguje skoro se vším, včetně křemíku, dusíku apod..

      3) Ano, povedlo – v článku je to zmíněno.

      • maro napsal:

        Tak podle tohoto příspěvku ale skoro není možné mít něco z čistého titanu bez povrchové vrstvičky oxidů, protože titan okamžitě reaguje skoro se vším.

      • Miloš Hůla napsal:

        Díky za odpovědi.
        k ad 1. Když, člověk ví, co se stalo tak je popis srozumitelný, ale slovo usazenina u mne vyvolává pocit pevné látky.
        k ad 2. Vyčerpávající odpověď otevírající nové znalosti. Super.
        k ad 3. To, že testovali a potvrdilo jim to předpoklady, ještě na sto procent neznamená, že se jim podařilo zopakovat nehodu, proto jsem se ptal.

        • Dušan Majer napsal:

          Ještě k bodu 1 – ono je dost dobře možné, že to bylo tuhé. Neznáme teplotu ani tlak, jakým byl NTO vystaven, ale klidně mohl ztuhnout. Pevný projektil navíc mohl na ventilu nadělat mnohem větší škodu.

    • ixb1 napsal:

      Pod pojmem usazenina si jednoduše představte kapku okysličovadla,která se usadila v potrubí a při otevření ventilu tlakovací nádrže byla vystřelena do zpěťáku.
      Po zapálení titan i jiné kovy hoří.Ale je k tomu potřeba iniciace.Na samozápalnost bych to neviděl.

      https://www.spacex.com/news/2019/07/15/update-flight-abort-static-fire-anomaly-investigation

      • Jan Jančura napsal:

        Je mi to trochu celé divné. Pokud z popisu správně odvozuji je titanový zpětný ventil na potrubí z vysokotlaké nádrže helia do nádrže NO2/N2O4, takže fakticky má z jedné strany helium a z druhé strany oxid dusičitý a přesto nehoří. Něco muselo vyvolat zahřátí na zápalnou teplotu. Aby ta usazenina popsanou velkou rychlostí narazila na ten ventil, musel být ten již ventil otevřený a helium proudil do nádrže s NO2/N2O4,což asi odpovídá tomu, že tento děj nastal zlomek sekundy před spuštěním motorů. Ale, aby se ventil po nárazu té usazeniny v prostředí vysokého tlaku helia tak zahřál a začal hořet?? Něco asi chápu špatně.

        • Dušan Majer napsal:

          Zahřátí v tom nehrálo roli – ta usazenina NTO byla silně urychlena a narazila do ventilu, čímž jej strukturálně poškodila. Laicky řečeno si můžeme představit, že ventil praskl. Tím se NTO dostal k titanu, který nebyl pokryt ochrannou vrstvičkou oxidu a mohlo dojít k silné reakci.

          • Jan Jančura napsal:

            Jak daleko musela usazenina N2O4 proniknout skrze zpětný ventil do vysokotlakého heliového potrubí a kolik ji vlastně bylo, aby pak poškodila nárazem na zpětný ventil? Když měla tak velkou rychlost jak mohla tak rychle usazenina N2O4 reagovat s nechráněným povrchem titanového ventil v prostředí netečného vysokotlakého helia? Navíc zřejmě ten zpětný ventil nefungoval dobře, poněvadž nezabránil průniku N2O4 do rozvodu helia. A vložit před nádrž N2O4 ventil, který je jen z jedné strany opatřený ochrannou vrstvou oxidu mi připadá velmi riskantní – něco jako Apollo 1. Je pochopitelně dobře, že případný problém se projevil včas, než mohl ohrozit lidi, ale připadá mi hovořit o této anomálii resp. česky nehodě jako o “obrovském daru” (Kathy Luedersová) mi připadá poněkud nepatřičné.

          • Dušan Majer napsal:

            Nemusela proniknout daleko. Ten tlak ji ale zřejmě hodně urychlil. Náraz pak poškodil ventil, takže se NTO nedostal prasklinou k vnitřnímu nechráněnému titanu.
            Ventil nebyl jen z jedné strany chráněn vrstvou oxidu. Povrch titanu, který je vystaven vzduchu, je vždy pokryt kompletně tou ochrannou vrstvičkou, jinak by reagoval s kyslíkem v atmosféře.

          • Tomáš Kratochvíl napsal:

            Zdravím vyšetřovací tým na Kosmonautixu! Dušane, nechtěl jste napsat “Náraz pak poškodil ventil, takže se NTO dostal prasklinou k vnitřnímu nechráněnému titanu.”? Jakmile Spacex vymění zpětné ventily za diskový typ, který funguje něco jako když otevíráte plechovku od piva – změní stav pouze jednou, ale perfektně těsní – problém jistě vyřeší pro použití SuperDraco motorů jako záchranný systém. Mělo by to však vliv při teoretickém přistávání dragonu na tyto motory?

          • Dušan Majer napsal:

            My nejsme žádný vyšetřovací tým. My pouze vysvětlujeme a předáváme dál to, co zjistily vyšetřovací týmy SpaceX a NASA.
            A máte pravdu – mělo tam být dostal místo nedostal.
            Přistávání je už několik let mimo hru, takže nemá smysl o něm ani uvažovat. Ale samozřejmě to je tak, jak píšete – tyto disky jsou na jedno použití, takže by se nedaly použít pro přistávání.

  12. Josef Pinkas napsal:

    Super Drago systém byl navržen ve snaze mít kosmickou loď zcela znovu-použitelnou a pro přistání na souši. Jelikož NASA takové přistání ocenila jako nebezpečné, musela se vrátit loď Dragon ke klasickému přistání na vodě pomocí padáků. Systému S.D. zůstala jen záchranná funkce v případě abortu na rampě nebo v prvé fázi letu. Ovšem S.D. musí být v Deagonu donesen až k ISS a zpět na Zemi. Snižuje to nosnost Dragonu i vnitřní prostor, neboť S.D je umístěn nad tepelným štítem – nebezpečně blízko posádky

    I kdy S.D. byl nakonec jakkoliv spolehlivý, stále je to vysokotlaký systém s velkým množstvím toxického paliva a porucha může vzniknout kdykoliv – na rampě, při vlastním abortu, za letu, u ISS, při deorbitu, nebo při přistání (zvláště kdyby bylo nestandardní). Proto se domnívám, že záchranný systém by měl být prostorově zcela oddělen od vesmírné lodě (věžička), nebo alespoň fungovat jako tlačný pod tepelným štítem lodi a oddělen od ní v určité výšce, jako to má Starliner.

    • Vojta napsal:

      Palivo je využíváno při manévrování, to musí mít každá loď. Pokud bude vysokotlaký systém používán jen pro záchranu, není problém jej po dosažení orbity deaktivovat – vypustit tlakovací hélium. Znovupoužitelnost zůstane zachována. Jen v případě abortu by bylo třeba vyměnit pojistnou membránu (i když by nejspíš byl na odpis celý stroj kvůli vyšetřování).

Zanechte komentář