В ночь со второго на третье апреля 2020 года SpaceX провела очередные испытания на полигоне в Бока-Чика, штат Техас, в ходе которых прототип космического корабля Starship SN3 (Serial Number 3) был серьезно поврежден.
«Starship SN3 был заполнен жидким азотом при криогенных температурах и давлениях полета. Испытания были начаты в четверг 2 апреля 2020 года и продолжались до утра пятницы 3 апреля 2020 года, когда SN3 потерпел неудачу», — написано в пояснении от SpaceX на сайте NASA.
Согласно данным издания Verge, прототип Starship SN3 начал разрушаться после того, как один из топливных баков второй ступени накачали жидким азотом. Бак деформировался и развалился, после чего разрушились и остальные элементы прототипа.
Представители SpaceX отметили, что инцидент во время испытаний не стоит рассматривать как провал проекта, поскольку на полигоне находился экспериментальный образец, а инженеры стремились рассчитать предельные нагрузки в соответствии с запланированным для полетной версии запасом прочности. Вдобавок на каждом из новых прототипов Starship в компании стараются реализовывать новые технологии обработки и сварки материалов.
Согласно комментариям Илона Маска, который еще ждет результатов проверки всех данных этого испытания, было очень похоже, что авария в процессе теста возникла из-за ошибки в конфигурации при его проведении.
Ранее Илон Маск заявил, что некоторые клапаны прототипа протекали во время более ранних испытаний, поэтому специалисты SpaceX должны были их заменить перед этим тестированием.
Пользователи Twitter также пишут, что авария при испытаниях Starship SN3 возможно связана с так называемой ситуацией типа «detanking», а не с разрывом элементов из-за давления.
Сборка прототипа Starship SN3 перед испытаниями:
Видеотрансляция испытания прототипа Starship SN3:
Это уже третий очень похожий подобный инцидент с прототипами корабля Starship за последние сто тридцать дней, не считая испытания малого бака 10 января 2020 года. Ранее в 20 ноября 2019 года на полигоне в Бока-Чика на юге американского штата Техас полноразмерный прототип верхней (второй) ступени космического корабля Starship Mk1 компании SpaceX был разрушен во время проведения испытаний аппарата на максимальное заполнение топливных баков криогенной жидкостью.
«У первого полноразмерного прототипа Starship оторвало верхнюю часть. Испытания на герметичность сделанного из нержавейки Starship Mk1 прошли с отклонением от нормы. Целью нынешнего испытания было максимальное повышение давления в системах, поэтому такой результат не был полностью неожиданным», — заявили в SpaceX в конце ноября 2019 года.
10 января 2020 года на полигоне Бока-Чика перед рассветом по местному времени техники и инженеры компании SpaceX специально довели малый топливный бак Starship до повреждения, чтобы испытать недавно модернизированные методы изготовления и сборки, которые, вероятно, будут использованы для создания первых космических кораблей Starship, предназначенных для летных испытаний и орбитальных полетов.
Через несколько часов после проведения испытаний Маск сообщил, что бак Starship был поврежден почти точно там же и так же, как и ожидали в SpaceX, – лопнул по сварному шву, соединяющему верхний купол и корпус бака. Крайне важно, что в баке было достигнуто максимально поддерживаемое давление в 7,1 бар – это примерно на 18% выше рабочего давления (6 бар).
29 февраля 2020 года около 07:00 по мск во время испытаний на полигоне в Бока-Чика, штат Техас, прототип космического корабля Starship SN1 компании SpaceX был серьезно поврежден.
В ходе испытаний баки прототипа Starship SN1 начали заполнять криогенной жидкостью (жидким азотом), потом произошел взрыв. Корпус прототип Starship SN1 лопнул в нижней части (там лопнули азотные баки), а его основная конструкция деформировалась и подлетела на высоту в несколько десятков метров, после чего рухнула боком на территорию полигона. А через несколько секунд произошел еще один взрыв (выброс жидкого азота, вероятно из-за того, что лопнул один из уцелевших азотных баков), который отбросил верхнюю переборку Starship SN1 на достаточно большое расстояние. Во время испытаний 28 февраля 2020 года на прототип Starship SN1 не был установлен носовой обтекатель, также прототип был без двигателей Raptor.
Bedal
Странно это. Может, им посчитать пора? Подходить к прочности снизу, а потом укреплять слабые места — очень успешная технология… до 60-х годов?
Что ни говори, в вопросах прочности уже столько наработок, опыта, методов расчёта… В том числе и по стальным мембранам.
akaAzazello
Посчитают — получится условная "Ангара" ;)
Мне кажется, что эти их сложности связаны именно с выбором стали(по экономическим причинам) в качестве основного материала для ракеты и тем, что её ранее не применяли для космоса.
Bedal
в данном случае — именно тупая инженерная ошибка. Сложилось — именно потому, что и должно было сложиться при такой картине нагрузок. Ошибка — должен же кто-то соображать про аппарат в целом и не давать убирать давление в нижнем баке при полном верхнем. Проблема с инженерным лидером. Это не Маск, это и не должен быть Маск, но кто-то же должен быть?
akaAzazello
Окончательных результатов и причин аварии, вроде, ещё нет;)
Bedal
Это не помешало ведь и Вам строить предположения — почему тогда должно мешать мне? :-)
DrPass
Я думаю, тут дело не в отсутствии инженерного лидера, сценарий развития события даже я, крайне далёкий от космической техники, примерно понял по видео, и в общем-то смог бы предугадать. Скорее всего, обычный человеческий фактор, пропустили баг в программе загрузки баков, тем более что судя по срокам между испытаниями, пашут они там весьма интенсивно.
Bedal
Ошибку в циклограмме багом не назовёшь. Написано всё строго по алгоритму, просто алгоритм неправильный. Вот, чтобы он был правильным — и нужен человек с инженерными рефлексами. Не программист.
TedBronson
Сталь? У современных вторых ступеней Атласа 5 (Центавр) баки из нержавеющей стали.
akaAzazello
Спасибо за информацию.
Источник в Вики указывает, что у Centaur бак из 0.02" стали (0.508мм), выдерживающий нагрузку до 19 тонн — и это baloon tank — (из вики) «does not use an internal framework, but instead relies on a positive internal pressurization to keep its shape.» и «A disadvantage of balloon tanks is that if pressurization fails, the vehicle collapses» — в то время, как бак на SN3 более жёсткий — так что немного другое;)
Mike_soft
Вплоть до серии Атлас III включительно: несущие тонкостенные (0,254-1,02 мм) топливные баки из нержавеющей аустенитной стали с минимальным использованием силового набора, при этом устойчивость и жёсткость баков, требующиеся для полёта ракеты обеспечивались давлением газа наддува. Данное решение позволило существенно сэкономить на массе монококовой конструкции, однако, оно требовало особого обращения с ракетой при изготовлении, обслуживании, транспортировке и пуске. Наддув баков азотом был необходим даже на незаправленной ракете, во избежание её разрушения под воздействием собственного веса©Википедия про Atlas-SM65
akaAzazello
baloon tank — их самоописывающее название.
Кроме описанных вами сложностей, они ещё и близкие к шарообразной форме (т.е. не очень подходят для нижней ступени при пропорциях современных ракет) и имеют предел выдерживаемой нагрузки(выше которого целесообразнее использовать более традиционные конструкции) — что ограничивает их примемение во 2й ступени.
Наверняка там будут ещё и нюансы при многоразовом использовании из-за сложностей обслуживания — т.е. эта потрясающая конструкция достаточно далека от того, что требуется для 1й ступени Starship ;)
Mike_soft
Понятно, что отличий очень много. Я больше пытался сказать, что "раньше сталь для космоса не использовали" — не совсем верно.
BobbieZi
Согласен. так и было, до появления мощных вычислительных систем, на которых стало возможно вести моделирование численными методами.
И вроде бы Маск, на острие технического прогресса так и должен делать… но…
Вообщем ассоциации с гаражным тюнингом автомобилей… только в космическом масштабе.
Bedal
то-то и оно, что собственно посчитали, похоже правильно. В такой конфигурации и должно было сложиться. Ошибка в том, что так делать при испытаниях было нельзя, этот нагрузочный случай невозможен в эксплуатации.
Да, я несколько противоречу собственному комменту. Но — я просто подумал.