Jahre nach der Raumsonde entdeckte die NASA die Gefahren von flüssigem Wasserstoff wieder

Hineinzoomen / Die Space Launch System-Rakete der NASA an Bord der LC-39B am 1. September 2022.

Kennedy Space Center, Florida.– Die US-Raumfahrtbehörde hat am Samstag versucht, eine Rakete von der Raumfähre zu starten, die vor mehr als vier Jahrzehnten entworfen und gebaut wurde.

Da das Space Shuttle oft durch technische Probleme verzögert wurde, war es überraschend, dass der erste Start der Space Launch System-Rakete der NASA nur wenige Stunden vor Öffnung des Startfensters verschrottet wurde. Der Showstopper ist eine Leitung mit einem Durchmesser von 8 Zoll, die flüssigen Wasserstoff in die Rakete befördert. Dadurch entstand ein kontinuierliches Leck am Einlass, bekannt als Schnellkupplung, das über das Fahrzeug laufen würde.

Tapfer versuchte das Startteam des Kennedy Space Center drei Mal, das Leck zu stoppen, alles ohne Erfolg. Endlich um 11:17 Uhr ET, mehrere Stunden hinter ihrem Zeitplan, hielt Startleiter Charlie Blackwell-Thompson an, um die Rakete aufzutanken.

Was als nächstes kommt, hängt davon ab, was Ingenieure und Techniker finden, wenn sie das Fahrzeug am Montag auf der Startrampe inspizieren. Wenn das Release-Team entscheidet, dass die Schnelltrenn-Hardware am Pad ersetzt werden kann, kann es eine Option sein, einen Teil des Kraftstoffs zu testen, um die Unversehrtheit der Anpassung zu bestimmen. Dies könnte es der NASA ermöglichen, das Fahrzeug vor dem nächsten Start auszurüsten. Alternativ können Ingenieure entscheiden, die Reparaturen besser im Fahrzeugmontagegebäude durchzuführen und die Rakete wieder hineinzurollen.

Aufgrund der Orbitaldynamik von Artemis I hat die NASA die nächste Chance, vom 19. September bis 4. Oktober ein unbemanntes Orion-Raumschiff zum Mond zu fliegen. Das Erstellen dieses Fensters erfordert jedoch das Anpassen des Schlägers an das Pad. Es erhält dann eine Ausnahmegenehmigung von der US Space Force, die eine Startanlage vor der Küste Floridas betreibt.

Es handelt sich um das unabhängig von der Rakete arbeitende Flugbeendigungssystem mit Batterien, die für 25 Tage ausgelegt sind. Die NASA sollte diese Batterieleistung auf etwa 40 Tage verlängern. Es wird erwartet, dass die Weltraumbehörde diese Gespräche mit Grenzbeamten bald führen wird.

Siehe auch  Polizeibericht - NBC Chicago

Wenn das Raketenfahrzeug zum Montagegebäude zurückgerollt wird, was für die Wartung des Andocksystems des Fluges oder für Oberflächenarbeiten auf der Startrampe unerlässlich ist, hat die NASA die Möglichkeit, vom 17. bis 31. Oktober eine weitere Artemis I zu starten.

Ein winziges, winziges Organ

Das Space Shuttle ist ein sehr komplexes Fahrzeug, das Feststoffraketen-Booster – das Äquivalent eines sehr starken Feuerwerks – sowie kompliziert konstruierte Haupttriebwerke verwendet, die durch das Verbrennen von flüssigem Wasserstoff als Treibmittel und flüssigem Sauerstoff angetrieben werden. Antioxidans.

Während seiner Lebensdauer wurde das Raumfahrzeug aufgrund dieser Komplexität im Durchschnitt etwa einmal pro Startversuch verschrottet. Einige Shuttle-Flüge wurden fünfmal geschrubbt, bevor sie endlich abhoben. Für die Startkontrolleure war die Verwaltung des komplexen Betankungsprozesses des Space Shuttles noch nie so einfach, und Wasserstoff war oft ein Übeltäter.

Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, aber auch das leichteste. 600 ist Sextillion Wasserstoffatome erreichen eine Masse von einem Gramm. Weil er so klein ist, kann sich Wasserstoff durch kleinste Räume zwängen. Dies ist bei Umgebungstemperaturen und -drücken kein so großes Problem, aber bei unterkühlten Temperaturen und hohen Drücken kann Wasserstoff leicht aus jeder verfügbaren Öffnung entweichen.

Um die Treibstofftanks der Rakete in der Luft zu halten, müssen die Antriebsleitungen der bodengestützten Systeme bis zum Start mit dem Booster verbunden sein. In der letzten Sekunde trennen sich die „Quick-Disconnects“ am Ende dieser Leinen von der Rakete. Die Schwierigkeit besteht darin, dass diese Komponenten, um gegen eine Trennung von der Rakete ausfallsicher zu sein, nicht genug miteinander verbunden werden können, um den Durchgang von Wasserstoffatomen vollständig zu blockieren – bei hohen Drücken und niedrigen Temperaturen ist es sehr schwierig, diese Verbindungen abzudichten. .

Daher hat die NASA eine Toleranz für eine geringe Wasserstoffleckage. Wenn jedoch die Wasserstoffkonzentration im Behandlungsbereich in der Nähe der Schnelltrennstelle 4 Prozent übersteigt, wird dies als Brandgefahr angesehen. „Wir sind Sie sahen zwei- oder dreimal mehr als das“, sagte Mike Sarafin, Missionsmanager von Artemis I der NASA. „Es war klar, dass wir nicht darüber hinwegkommen konnten. „Jedes Mal, wenn wir ein Leck sehen, überschreitet es sehr schnell unsere Entflammbarkeitsgrenze.“

Siehe auch  Ein schlafender Riese könnte Leben in der Tiefsee beenden

Zweimal unterbrachen Startsteuerungen den Wasserstofffluss in das Fahrzeug, in der Hoffnung, dass die Schnellkupplung es ein wenig aufwärmen würde. Sie hofften, beim Neustart des langsam fließenden kryogenen Wasserstoffs in der Rakete eine engere Passform mit dem Schnelltrenn-Booster zu finden. Das tat es nicht. Ein anderes Mal versuchten sie, einen erheblichen Druck auszuüben, um die Schnellkupplung wieder einzusetzen.

NASA-Beamte untersuchen immer noch die Ursache des Lecks, aber sie glauben, dass es möglicherweise durch eine fehlerhafte Ventilöffnung verursacht wurde. Dies geschah während des Kühlvorgangs der Rakete vor dem Laden des flüssigen Wasserstofftreibstoffs. In einer Folge von etwa einem Dutzend Befehlen, die an die Rakete gesendet wurden, wurde ein Befehl an das falsche Ventil gesendet. Es wurde in 3 oder 4 Sekunden behoben, sagte Sarafin. Allerdings stand diesmal die Wasserstoffleitung kurzzeitig unter Überdruck, wodurch eine aufwändige Schnellkupplung entstand.

Verlass dich auf die Experten

Warum verwendet die NASA flüssigen Wasserstoff als Treibstoff für ihre Raketen, wenn er so schwierig zu handhaben ist und Alternativen wie Methan oder Kerosin einfacher zu handhaben sind? Ein Grund dafür ist, dass Wasserstoff ein effizienterer Kraftstoff ist, was bedeutet, dass er bei der Verwendung in Raketentriebwerken eine bessere „Kilometerleistung“ bietet. Die wirkliche Antwort ist jedoch, dass der Kongress angeordnet hat, dass die NASA weiterhin die Haupttriebwerke des Space Shuttles als Teil des SLS-Raketenprogramms verwenden soll.

Als der Kongress 2010 schrieb Autorisierungsrechnung für die NASA Es führte zur Entwicklung des Space Launch Systems und wies die Agentur an, „bestehende Verträge, Investitionen, Personal, industrielle Basis und Fähigkeiten aus den Programmen Space Shuttle und Orion und Ares 1 zu nutzen, einschließlich Flüssigbrennstoffmotoren, externer Tank oder tankbezogener Fähigkeiten und Feststoffraketenmotoren.“

Während einer Pressekonferenz am Samstag fragte Ars den NASA-Administrator Bill Nelson, ob es die richtige Entscheidung sei, nach den Erfahrungen der Agentur mit dem Space Shuttle weiter mit Wasserstoff zu arbeiten. Im Jahr 2010 war Nelson US-Senator aus Florida und war Co-Sponsor des Weltraumgenehmigungsgesetzes mit US-Senator Kay Bailey Hutchison aus Texas. „Wir haben uns auf die Experten verlassen“, sagte Nelson.

Siehe auch  Die Zugänge zum Yellowstone Park wurden nach heftigen Regenfällen und Überschwemmungen geschlossen

Damit, sagte Nelson, habe der Senat mit der NASA und einigen Industrievertretern zusammengearbeitet, um die SLS-Rakete zu entwerfen. Diese Branchenführer, deren Arbeit an raumfahrzeugbezogener Hardware weiterhin lukrative Aufträge von der NASA gewinnen würde, waren mehr als glücklich, das neue Raketendesign zu unterstützen.

Zu den Gegnern der Idee gehörte Lori Carver, die zu dieser Zeit als stellvertretende Administratorin der NASA fungierte. Die Entscheidung, Teile des Space Shuttles für die Rakete der nächsten Generation der Agentur zu verwenden, schien angesichts der Herausforderungen der Arbeit mit Wasserstoff, die sich in den letzten drei Jahrzehnten erwiesen hatten, eine schreckliche Idee zu sein, sagte er.

„Sie nahmen komplexe, teure Projekte, die oft nicht funktionierten, und stellten sie anders zusammen, und jetzt ist es plötzlich billig und einfach“, sagte er. „Ja, wir haben sie schon einmal geflogen, aber sie haben sich als komplex und herausfordernd erwiesen. Das ist eines der Dinge, die mich verwirren. Was wird sich daran ändern? Ich denke, das liegt an dieser Art von Team, den Auftragnehmern und die selbstleckende Eiswaffel.“

Jetzt steht die NASA vor der Herausforderung, dieses empfindliche Stück Hardware zu verwalten, das bereits viele Studien und Tests durchlaufen hat. Die von Boeing hergestellte Hauptstufe der Rakete wurde vor zweieinhalb Jahren aus ihrer Fabrik in Louisiana verschifft. Es wird fast ein Jahr lang in Mississippi getestet, bevor es im April 2021 im Kennedy Space Center eintrifft. Seitdem bauen die NASA und ihre Auftragnehmer die komplette Rakete zusammen und testen sie auf der Startrampe.

Tatsächlich war der Startversuch am Samstag der sechste Versuch der NASA, die erste und zweite Stufe der Rakete vollständig zu betanken und dann tief in den Countdown einzutauchen. Bisher war keiner dieser Brandversuche, die als Neoprenanzug-Proben bekannt sind, erfolgreich. Am Samstag war der riesige Flüssigwasserstofftank der Kernstufe, der eine Kapazität von mehr als 500.000 Gallonen hat, nur zu 11 Prozent gefüllt, als der Scrub aufgerufen wurde.

Vielleicht wird das siebte Mal ein Zauber.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.