Почему NASA снова переносит запуск ракеты с кораблем Orion, который полетит на Луну

3 сентября 2022 года американское космическое агентство NASA должно было запустить ракету-носитель Space Launch System (SLS) и ее полезную нагрузку — корабль Orion из космического центра Кеннеди во Флориде. Это важный этап в миссии Artemis, которая предусматривает предстоящее возвращение человека на поверхность Луны (подробнее можно прочитать о нем здесь). Но запуск перенесли, уже второй раз за неделю.

The Register в своей статье рассказывает, что именно не так с ракетой. AIN.UA публикует перевод статьи с комментариями.

Что произошло?

Это уже вторая неудачная попытка запуска для NASA и ее ракеты Space Launch System (SLS), сейчас находящейся на пусковой площадке космического центра Кеннеди во Флориде.

Заправка топливом – первый этап пуска ракеты, он начинается обычно за десятки минут до старта (подробнее о том, из каких этапов состоит пуск ракеты, можно почитать здесь). Во время того, как главную степень ракеты начали заправлять жидким водородом, инженеры заметили протечку в 20-см быстроразъемном соединении (quick disconnect, QD) — узле заправочной линии, который крепит ее непосредственно к корпусу ракеты. При прошедшей попытке 29 августа также протекал QD, но другой.

Заправку поставили на паузу, чтобы линии нагрелись — инженеры надеялись, что таким образом протекание само по себе исчезнет. Пытались переподключить соединение и перезапустить заправку, но не получилось. Поэтому NASA отменило запуск.

Что не так?

В общем, в этом виноват не совсем удачный выбор топлива. Несмотря на большую мощность на старте, такой комбинации топлива с окислителем есть минусы. SLS заправляют жидким кислородом и водородом, а, например, SpaceX для своих «фальконов» использует RP-1 — жидкий кислород и керосин.

NASA выбрало именно эту комбинацию, потому что для сборки SLS использовала и остатки от «шаттлов», двигатели RS-25, работающие именно на смеси жидкого кислорода и водорода.

Что подразумевается? В публикации ArsTechnica объясняют, что охлажденный водород в целом имеет такую ​​особенность – «убегать» из самых маленьких щелей:

Водород – самый распространенный элемент во вселенной, но и самый легкий. Чтобы собрать грамм водорода, понадобится 600 секстилионов его атомов. Из-за этого он может проникать сквозь малейшие щели, при обычном давлении и температуре это не проблема. Но если имеется высокое давление и низкие температуры, до которых водород охлаждают для заправки ракет, он легко вытекает через любое отверстие, и это становится проблемой.

Чтобы топливные баки ракеты оставались заполненными, линии подачи топлива отсоединяются от ракеты перед стартом. Для этого и служит QD: чтобы можно было быстро отсоединить ракету от наземных систем перед стартом. Поэтому их подсоединяют к ракете недостаточно плотно, чтобы полностью исключить протекание водорода. NASA допускает его небольшое течение во время заправки. Но все, что превышает 4%-ную концентрацию водорода в районе QD, считается риском возгорания.

О программе Apollo говорили: президент Кеннеди сумел перенести кусочек XXI века в 1960-е годы. В случае с SLS сложно обойти сравнение, что NASA затянула кусочек 1970-х в настоящее время.

Следующее пусковое окно для ракеты может быть либо в середине-конце сентября, либо уже в октябре этого года. Надеемся, инженеры NASA починят топливные системы к тому моменту.