Ciekły Hel???!??!?

Musk dziś rano dał wywiad dla telewizji CNBC i powiedział że SpaceX wie co się stało i że jest to coś o czym nikt nie wiedział wcześniej i że problem związany jest z interakcją ciekłego helu, stałego tlenu i zaawansowanych kompozytów węglowych. I nagle wzięło mnie zwątpienie bo oznaczało by to że SpaceX przypadkowo osiągnął niepokojąco niską temperaturę w jednej z butli COPV. Hel nie występuje w fazie ciekłej powyżej 5.2K. Tlen się robi ciałem stałym przy około 55K. Jakim cudem udało się SpaceX obniżyć temperaturę butli COPV do 5K? Hel ma podobno ciekawą właściwość że w pewnym zakresie ciśnień i temperatur jego sprężanie obniża temperaturę zamiast jej zwiększać, jednak dzieje się to tylko do temperatury 51K, potem hel zachowuje się jak normalny gaz. Więc o ile to dziwne zachowanie helu może być przyczyną obniżenia temperatury COPV poniżej temperatury zamarzania ciekłego tlenu, o tyle za nic nie tłumaczy pojawienia się ciekłego helu. Myślę że Musk się przejęzyczył i żadnego ciekłego helu tam nie było. To było by już drugie przejęzyczenie w ciągu 24 godzin – wczoraj Musk palnął straszną głupotę na temat sztucznej inteligencji, internetu i optymalizacji metodą gradient descent ale to osobna historia.

W każdym razie Musk powiedział że wydaje się że SpaceX wie co było przyczyną awarii i że wydaje się że starty zostaną wznowione w grudniu. Warto tu zauważyć brak pewności oraz tą informację o ciekłym helu – możliwe że do osiągnięcia tego efektu potrzebne jest coś więcej niż tylko napełnianie COPV helem i zbiornika ciekłym tlenem w specyficzny sposób, za pomocą gazów i cieczy o specyficznych temperaturach. I zachodzi pytanie czy to coś było na LC-40 – sądząc z tego jak nie do końca pewny jest SpaceX, to podejrzewam że właśnie tu jest pies pogrzebany – są w stanie powtórzyć problem, ale prawdopobnie wymaga to dostarczania do rakiety helu o temperaturze i ciśnieniu które były nieosiągalne na LC-40. I właśnie dlatego nadal słyszymy że „wydaje się” i że „może starty rozpoczną się w grudniu” – SpaceX musi nadal wyjaśnić jakim cudem to dziwne zjawisko jakie odkryli pojawiło się na LC-40. To wyjaśnienie jest bardzo ważne – zakładam że w trakcie testów zdefiniowano zakres ciśnień i temperatur helu i tlenu w których jest bezpiecznie i nie istnieje ryzyko pojawienia się tlenowego lodu. Zakładam także że na LC-40 parametry helu i tlenu były w obszarze uważanym za bezpieczne. Bez wyjaśnienia dlaczego rakieta wybuchła w takich warunkach trudno zdefiniować co jest bezpieczne a co nie.

No nic, najsmutniejsze w tym wszystkim jest to, że takie nowe zjawisko z definicji podpada pod ITAR więc na pewno nie dowiemy się szczegółów. Zastanawiam się czy to co Musk do tej pory powiedział nie jest już złamaniem ITAR, ale to osobna historia.

Edycja – internet podzielił się na swa obozy:

a) obóz ludzi wierzących święcie w słowa Muska i wymyślających najróżniejsze, najczęściej łamiące prawa fizyki wytłumaczenia istnienia ciekłego helu w rakiecie

b) obóz ludzi uważających że Musk się przejęzyczył i określił mianem ciekłego helu hel w stanie nadkrytycznym.

Jestem zwolennikiem tego drugiego obozu – nadkrytyczny hel w temperaturze kilkudziesięciu K i pod ciśnieniem ponad 500 atmosfer jest czymś pomiędzy cieczą a gazem. Do tego w temperaturach powyżej 50K superkrytyczny hel ma ujemny współczynnik Joule-Thompsona = przy rozprężaniu się nagrzewa zamiast ochładzać. Jednak w okolicach 50 K hel ma mniej-więcej zerowy współczynnik = kompresja czy rozprężanie tego gazu nie zmienia jego temperatury. Jako że wiele z właściwości helu o temperaturze 50K i ciśnieniu 500 atmosfer jest bliższych cieczy niż gazowi, to można przyjąć że Musk mówił właśnie o tym i SpaceX nie zaczął magicznie stosować ciekłego helu w swoich rakietach. A szkoda, bo np. Ariane 5 używa właśnie ciekłego helu, co pozwala na spore oszczędności masy i miejsca jakie zajmują butle z helem. W sumie to dziwne że SpaceX nie poszedł w tym kierunku – unika się dzięki temu wielu komplikacji a w szczególności użycia ryzykownych butli COPV.

Marek Cyzio Opublikowane przez: