Pisałem bodajże wczoraj o tym że w Texasie coś wybuchło. I to nie raz, ale dwa razy. W notatce prasowej była informacja że na co najmniej jedną z tych eksplozji zareagowała straż pożarna. I jak ktoś na forum NSF zauważył właśnie ta informacja może (ale nie musi!) być powodem do obaw. Zakładając że SpaceX planował jakiś test w wyniku którego nastąpi głośna eksplozja, wydawało by się że poinformował by zawczasu policję i straż pożarną by niepotrzebnie nie interweniowali. To że straż interweniowała może być spowodowane wieloma przyczynami – od prozaicznych typu „zapomnieliśmy”, poprzez „decyzja o tym żeby rozpieprzyć zbiornik zapadła w ostatnim momencie”, „nie informujemy o tym z uwagi na P.R.” a skończywszy na najgorszej opcji „oops, miało przecież nie wybuchnąć przy tych parametrach!”. I właśnie ta ostatnia opcja jest przyczyną obaw. Czyżby nadal nie zdefiniowano marginesów bezpiecznego tankowania rakiety? Nadal nie wiadomo do końca co się stało, ale podejrzewa się że winę za to ponoszą dziwne właściwości helu – w przypadku napełniania butli z helem na jednym jej końcu następuje rozprężanie a na drugim sprężanie gazu. Po pierwsze powoduje to spore naprężenia termiczne (hel w tym zakresie temperatur rozprężając się zwiększa swoją temperaturę a sprężając zmniejsza), a po drugie przy odpowiednio dużym ciśnieniu gazu na wejściu do butli można spowodować że jeden jej koniec będzie znacznie cieplejszy niż otoczenie a drugi znacznie bardziej zimny. W trakcie napełniania butli gazem ten gradient maleje i pod koniec cały hel ma tą samą temperaturę (równą temperaturze ciekłego tlenu). Podejrzewa się więc że od początku zmian w procesie tankowania ten problem istniał, jednak nie spowodował on nigdy awarii jako że do jej powstania wymagany był ciąg nieszczęśliwych zdarzeń – odpowiednia wilgotność i temperatura otoczenia i rakiety, drobna niedokładność w konstrukcji COPV i pewnie jeszcze coś innego. I teraz SpaceX ma spory problem – by mieć pewność że ta awaria się nie powtórzy proces ładowania helu do COPV musi być odpowiednio wolny. I nie wiemy czy nie powoduje to problemu z czasem tankowania rakiety. SpaceX musi znaleźć taki profil ciśnienia helu, który z jednej strony zapewnia że butla COPV nigdy nie osiągnie w żadnym punkcie temperatury poniżej temperatury zamarzania tlenu a z drugiej strony ładowanie helu jest wystarczająco szybkie by je zakończyć zanim temperatura ciekłego tlenu podniesie się powyżej wartości przy której trzeba rezygnować ze startu.
Warto także zauważyć że podobny problem następuje przy szybkim wypuszczaniu helu z COPV – fale ciśnienia powodują że w niektórych miejscach butli następuje rozprężanie (i wzrost temperatury) a w innych sprężanie (i jej spadek). I może to spowodować dokładnie taki sam problem. POza zmianami temperatury powoduje to także zmiany kształtu butli. Jeżeli jest ona „na sztywno” przymocowana do wsporników, to siły działające na te wsporniki mogą być bardzo duże. Dlatego eksplozja CRS-7 wcale nie musiała być spowodowana słabą jakością jednego ze wsporników. Albo inaczej – wspornik był pewnie słabej jakości, ale to że się urwał mogło być spowodowane kombinacją sił związanych z wypornością COPV i zmianami jej kształtu (w momencie awarii drugi stopień chłodził silnik = spore ilości helu były wypuszczane z butli).
To jak zwykle spekulacje oparte na moim czytaniu różnych źródeł – nie traktujcie tej teorii jako pewnej. O tym co dokładnie się stało powinniśmy się dowiedzieć już niedługo jeżeli SpaceX rzeczywiście planuje start rakiety z Vandenberg w grudniu.
