Чому NASA вкотре переносить пуск ракети з кораблем Orion, який полетить до Місяця

3 вересня 2022 року американське космічне агентство NASA мало запустити ракету-носій Space Launch System (SLS) та її корисне навантаження — корабель Orion з космічного центру Кеннеді у Флориді. Це — важливий етап у місії Artemis, яка передбачає майбутнє повернення людини на поверхню Місяця (детальніше можна прочитати про неї тут). Але запуск перенесли, вже вдруге за тиждень.

The Register у своїй статті розповідає, що саме не так із ракетою. AIN.UA публікує переклад статті з коментарями.

Що сталося?

Це вже друга невдала спроба запуску для NASA та її ракети Space Launch System (SLS), яка зараз знаходиться на пусковому майданчику космічного центру Кеннеді у Флориді.

Заправка паливом — перший етап пуску ракети, він починається зазвичай за десятки хвилин до старту (детальніше про те, з яких етапів складається пуск ракети, можна почитати тут). Під час того, як головну ступінь ракету почали заправляти рідким воднем, інженери помітили протікання у 20-см швидкорозйомному з’єднанні (quick disconnect, QD) — вузлі заправочної лінії, який кріпить її безпосередньо до корпусу ракети. Під час минулої спроби 29 серпня політ відклали через несправний датчик, який показував недостатню температуру у паливній системі.

Заправку поставили на паузу, щоб лінії нагрілися — інженери сподівалися, що в такий спосіб протікання саме по собі зникне. Намагалися перепід’єднати з’єднання і перезапустити заправку, але не вийшло. Тому NASA скасувало запуск.

Що не так?

Загалом, у цьому винен не зовсім вдалий вибір палива. Попри більшу потужність на старті, у такої комбінації палива з окислювачем є мінуси. SLS заправляють рідким киснем та воднем, а, для прикладу, SpaceX для своїх «фальконів» використовує RP-1 — рідкий кисень та керосин.

NASA обрало саме цю комбінацію, тому що для зборки SLS використовувала і залишки від «шатлів», двигуни RS-25, які працюють саме на суміші рідкого кисню та водню.

Що мається на увазі? В публікації ArsTechnica пояснюють, що охолоджений водень в цілому має таку особливість — «тікати» з найменших шпарин:

Водень — найпоширеніший елемент у всесвіті, але й найлегший. Щоб назбирати грам водню, знадобиться 600 секстиліонів його атомів. Через це він може проникати крізь найменші шпарини, за звичного тиску та температури це не є проблемою. Але якщо наявний високий тиск та низькі температури, до яких водень охолоджують для заправки ракет, він легко витікає крізь будь-який отвір, і це стає проблемою.

Щоб паливні баки ракети лишалися заповненими, лінії подачі палива від’єднують від ракети перед самим стартом. Для цього і служать QD: щоб можна було швидко від’єднати ракету від наземних систем перед стартом. Через це їх під’єднують до ракети недостатньо щільно, щоб повністю виключити протікання водню. NASA допускає його невеличке протікання під час заправки. Але все, що перевищує 4%-ву концентрацію водню в районі QD, вважається ризиком загоряння.

Про програму Apollo говорили: президент Кеннеді зумів перенести шматочок XXI століття у 1960-ті роки. У випадку із SLS складно оминути порівняння, що NASA затягла шматочок 1970-х у сьогодення.

Наступне пускове вікно для ракети може бути або в середині-кінці вересня, або вже у жовтні цього року. Сподіваємось, інженери NASA полагодять паливні системи до того моменту.