Kriticky důležitý testovací zážeh centrálního stupně nové americké rakety SLS na Stennisově středisku proběhl v sobotu, ale trval ve výsledku pouze 67 sekund, což je mnohem méně než původně plánovaných osm minut. Zážeh přitom měl být posledním krokem,který prokáže připravenost stupně k převozu na Kennedyho středisko, kde začnou jeho přípravy na start. Stupeň postavený firmou Boeing používá 4 raketové motory RS-25 od firmy Aerojet Rocketdyne. Ty se zažehly ve 23:27 SEČ, ale poslední test zhruba rok trvajících komplexních zkoušek skončil předčasně.

Stupeň je usazený v obřím (98 metrů vysokém) zkušebním stanovišti na Stennisově středisku. Právě zde se poprvé najednou probraly k životu čtyři motory RS-25 a postupně nabraly potřebný tah. Ale nebylo to doslova najednou – zážehy jednotlivých motorů od sebe dělily rozestupy 120 milisekund, což se dělalo i u raketoplánů – omezí se tím namáhání konstrukce. Motory RS-25, které pochází z éry raketoplánů, postupně nabraly tah skoro 726 tun – díky tomu se sobotní statický zážeh stal nejsilnějším testem, který na Stennisově středisku proběhl od doby, kdy se v tu 60. letech testoval na stejném stanovišti hardware pro Saturn V.

Bohužel však po úspěšném rozběhnutí a bouřícím fungování byly motory RS-25 po více než minutě provozu vypnuty příkazem, který vydal palubní počítač. Ten totiž předtím zaznamenal zatím neupřesněnou závadu na jednom motoru. Inženýři se okamžitě pustili do hledání příčiny tohoto předčasného vypnutí, takže zástupci NASA zatím nemohli přinést bližší informace o tom, co mohlo způsobit, že test trval kratší dobu, než se čekalo. „Vím, že se všichni necítíme tak šťastně, jak bychom si přáli, protože jsme chtěli osmiminutový zážeh a dostali jsme se jen přes minutu,“ uvedl administrátor NASA Jim Bridenstine.

Před sobotním testem NASA uváděla, že zatím stíhá harmonogram příprav, který počítá s prvním letovým testem rakety SLS na konci roku 2021. Zatím není jisté, jak předčasné ukončení testu ovlivní tento plán, jisté však je, že se harmonogram zkomplikuje. „Získali jsme mnoho dat, která musíme projít, roztřídit a dostat se k bodu, ze kterého budeme moci určit, zda je start v roce 2021 možný, nebo ne,“ přiznal Bridenstine a dodal: „Ačkoliv dnes nebylo vše takové, jak jsme doufali, byl to důležitý den.“ Odstupující šéf NASA, který opustí svůj úřad ve středu, kdy končí administrativa prezidenta Trumpa, uvedl, že inženýři nasbírali důležitá data o chování rakety navzdory předčasnému vypnutí.

Samotná raketa SLS je klíčovým prvkem amerického programu Artemis, který má zajistit návrat astronautů na Měsíc, který lidé naposledy navštívili v roce 1972. Raketa SLS bude vynášet lodě Orion s astronauty do blízkosti Měsíce, kde NASA s dalšími agenturami plánuje postavit malou kosmickou stanici, která má sloužit jako výzkumné stanoviště a spojka posádek cestujících mezi Zemí a povrchem Měsíce. Loď Orion se má spojit s lunárním modulem na oběžné dráze Měsíce, aby mohli astronauti přestoupit do landeru a zamířit na povrch Měsíce. První letová zkouška rakety SLS (známá jako mise Artemis I) má vynést loď Orion k Měsíci – zatím ještě bez posádky. Druhý let sestavy SLS/Orion už má k Měsíci dopravit okolo roku 2023 tři americké astronauty a jednoho zástupce Kanady.

Cíl Trumpovy administrativy, tedy pilotované přistání u jižního pólu Měsíce před koncem roku 2024 se nyní poměrně rychle vzdaluje. Časový plán byl označován jako velmi odvážný až agresivní už od chvíle, když v roce 2019 viceprezident Mike Pence oznámil úkol přistání na Měsíci v roce 2024. Kongres však neschválil plné prostředky, které NASA požadovala na vývoj pilotovaných landerů, což byl zásadní požadavek pro stihnutí termínu v roce 2024. I z tohoto důvodu vyvstávají další otázky kolem možnosti stihnout rok 2024. Podle odborníků není příliš pravděpodobné, že by Bidenova administrativa podporovala návrat lidí na Měsíc v roce 2024. Je však pravděpodobné, že přednost dostane pozvolnější (ale o to reálněji zvládnutelný) návrat Američanů na Měsíc.

Samotný program SLS zažívá od svého představení v roce 2011 řadu odkladů. Nestihly se premiéry avizované na roky 2017, 2018, 2019 ani 2020. NASA od roku 2011 do 30. září 2020 vložila do programu SLS více než 18 miliard amerických dolarů. „Je to program, který je pro Spojené státy důležitý. Je důležitý pro naše světové vedení, je to pro nás důležité, abychom mohli letět k Měsíci a abychom to zvládli rychle,“ uvedl Bridenstine v sobotu a dodal, že účel programu Artemis přesahuje hranice vědy: „Je to diplomatický prostředek, je to o našem vedení, je to o průzkumu.“ Přivedení všech čtyř motorů RS-25 k souběžnému zážehu bylo podle Bridenstina „výhrou samo o sobě“ – doposud totiž tyto motory létaly na raketoplánech pouze v trojicích.

Při vývoji raket Saturn V i raketoplánů NASA prováděla statické zážehy na Stennisově středisku, aby ověřila technický návrh pohonných systémů, přičemž se používaly neletové testovací exempláře. V rámci finanční úspory slouží první plnorozměrový centrální stupeň rakety SLS slouží jako testovací i letový kus. NASA přitom uvádí, že je na stupeň velmi opatrná, jelikož se s ním počítá pro let. „Nebylo to selhání,“ řekl Bridenstine a dodal: „Tohle je zkouška … Uděláme úpravy, abychom mohli letět k Měsíci.“

Na základě analýzy videa z přímého přenosu NASA TV se první problémy objevily zhruba 50 sekund po zážehu motorů, když inženýr ze zkušebního týmu oznámil MCF, tedy „Major Component Failure“ (závadu na nějakém důležitém prvku) raketového motoru číslo 4. Na to mu kolega odpověděl: „Potvrzuji, ale stále to funguje. Pořád jsou čtyři motory funkční, že?“ Následovala reakce dalšího člena: „Ano, potvrzuji.“ Krátce po oznámení MCF (zhruba 67 sekund po náběhu motorů) bylo na videu vidět postupné vypínání motorů centrálního stupně. Hlasové potvrzení vypnutí motorů dorazilo o pár sekund později od člena zkušebního týmu.

„Probíhají rozhovory ohledně FID (Failure Identification = identifikace závady) na motoru 4, která následovala po MCF,“ oznámil John Honeycutt, programový manažer SLS z NASA na tiskové konferenci, která se konala pár hodin po testu, kde také sdělil: „Nevím v tuto chvíli o mnoho více než Vy. Ale jakýkoliv parametr motoru, který se odchýlil od normálu by měl mít vlastní identifikační číslo závady.“ Motory zhasly zhruba minutu po spuštění testu, tedy zhruba v době, kdy měl řídící program snížit tah motoru RS-25 na 95 % nominálního tahu, přičemž poté měl být opět zvýšen na původních 109 %. V době sníženého tahu měly motory vyzkoušet naklánění pomocí hydrauliky.

„V tu chvíli probíhá hodně dynamických jevů,“ uvedl Honeycutt a dodal: „Viděli jsme malý záblesk, který vycházel z okolí okraje tepelně izolační vrstvy motoru číslo 4 ve chvíli, kdy jsme zahájili naklánění. V tu chvíli kontrolér motoru poslal data kontroléru celého stupně, aby byl stupeň vypnut. Náš tým toho dnes udělal hodně. Opět jsme se naučili mnoho věcí o centrálním stupni – naplnili jsme jeho nádrže, ozkoušeli jsme systém tlakování, připravili jsme motory na zážeh a dočkali jsme se zhruba 60 sekund jejich chodu.“

John Shannon, projektový manažer SLS od firmy Boeing ještě před zážehem oznámil, že by se inženýři chtěli dostat alespoň na 250 sekund chodu stupně, než dojde k jeho vypnutí. V takové fázi už by bylo otestováno snížení tahu, jeho opětovné zvýšení a byly by dokončeny dvě etapy testů naklánění. V čase 2 minuty a 30 sekund se navíc měla provést zkouška strukturálních reakcí na pohyby motorů. „Po celou dobu jsme si říkali, že bychom se chtěli dostat alespoň na těch 250 sekund. Myslím si však, že teď musíme věnovat náležitou péči nasbíraným údajům, které jsme shromáždili, abychom zajistili, že budeme mít dobrý plán do dalších kroků.“

Bridenstine v sobotu uvedl, že je zatím předčasné hovořit o tom, zda inženýři budou muset provést další statický zážeh stupně, nebo o tom, zda předčasné ukončení testu způsobí skluz startu testovací mise Artemis I do roku 2022. „Záleží na tom, o jakou anomálii šlo a jak složitá bude její oprava,“ zmínil Bridenstine a dodal: „Musíme se toho hodně naučit, abychom na to přišli. Myslím si však, že pokud by se to dalo snadno opravit a měli bychom dostatečnou jistotu, abychom stupeň poslali na Mys Canaveral, pak bychom harmonogram udrželi. Je ale také možné, že přijdeme na to, že je to výzva, která potřebuje více času.“

Pokud by sobotní zážeh proběhl bez problémů, mohla NASA centrální stupeň odeslat na Kennedyho středisko před koncem února. Na kosmodromu by byl stupeň usazen mezi dva pomocné stupně na tuhé pohonné látky, následně by se na něj umístil horní stupeň ICPS a loď Orion. Pokud se agentura rozhodne statický zážeh zopakovat, bude únor zřejmě nejbližším termínem, kdy by k tomu mohlo dojít. Podle Honeycutta zabere zhruba 3 – 4 týdny zdlouhavý proces sušení motorů RS-25, jejich inspekcí a přípravy na druhý zkušební zážeh – to samozřejmě platí pouze za předpokladu, že se bude zážeh opakovat. Tento čas přitom nezohledňuje práce související s opravou problému, který způsobil předčasné ukončení sobotního testu.

Každý ze čtyř motorů RS-25, které se v sobotu zažehly, má za sebou starty na raketoplánech. Celkově tyto motory obsloužily 21 misí, přičemž nejstarší kus si odbyl premiéru v roce 1998. NASA má k dispozici náhradní motory pro případ, že by bylo potřeba vyměnit jeden z motorů na centrálním stupni SLS. Obslužné týmy na Stennisově středisku by přitom dokázaly vyměnit motor na stupni, který je usazen na testovacím stanovišti. „Nejprve musíme plně porozumět problému a zhodnotit centrální stupeň i jeho motory, abychom se ujistili, že opravdu tomu problému rozumíme a víme, co musí být opraveno, pokud to bude potřeba,“ uvedl po zážehu Honeycutt.

Jediná závada, která byla při sobotním zážehu vidět, byl výše zmíněný záblesk u tepelně izolační vrstvy motoru číslo 4, ke kterému došlo před vypnutím motoru, uvedl Honeycutt. Na otázku, zda některé z dosud analyzovaných údajů ukazují, že inženýři budou muset provést nějaké zásadní změny na centrálním stupni, Honeycutt řekl: „Co jsem zatím mohl vidět ohledně chování hardwaru během testovacího plnění pohonnými látkami, tak i během dnešního statického zážehu a na základě omezeného množství obrazového materiálu, který jsem zatím viděl, si nemyslím, že se bude jednat o významnou změnu designu.“

Přeloženo z:
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/Er48I_TXMAIzmS_?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/Er5JTxrXIAQ3Akq?format=jpg&name=large
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2021/01/sls_engines3.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/block_1_crew_in_fligh_srb_nasaworm_eas_r4.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/edu_srch_sls_engineering_for_exploration.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Er42CIuXMAY1fBY?format=jpg&name=large
https://images-assets.nasa.gov/image/DSC_2868/DSC_2868~large.jpg
https://pbs.twimg.com/media/Erx8SIZXYAAFRXn?format=jpg&name=4096×4096