Nie rozumiem za bardzo logiki NASA

Ars Technica opublikowała dziś ciekawy artykuł o tym jak to SpaceX ma przechlapane w NASA. Chodzi oczywiście o tankowanie rakiety w czasie gdy załoga siedzi w kapsule Dragon. Anonimowi przedstawiciele NASA powiedzieli że nadal jest szansa że NASA pozwoli SpaceX na tą procedurę, ale firma musi udowodnić że jest ona bezpieczniejsza niż jej alternatywa + że szanse śmierci astronautów w sytuacji eksplozji rakiety są odpowiednio niskie. Dodatkowo panel NASA odpowiedzialny za bezpieczeństwo wzywa do rozszerzenia śledztwa w sprawie eksplozji rakiety – podejrzewam że chodzi o zweryfikowanie praktyk SpaceX w zakresie kontroli jakości i procedur. Także w grudniu pojawił się list od komitetu doradczego NASA do spraw ISS, w którym wyrażane jest poważne zaniepokojenie planami SpaceX. Wskazywane są dwa obszary – pierwszy to oczywiście tankowanie rakiety z astronautami w kapsule. Drugi zaś dotyczy samego gwałtownego procesu tankowania – autor zauważa że obecny system tankowania Falcona 9 może doprowadzić do sytuacji kiedy w zbiorniku ciekły tlen ma szeroki zakres temperatur – od silnie schłodzonego do bliskiego wrzenia. Autora martwi to że takie różnice w temperaturze (a przede wszystkim w gęstości) mogą spowodować kawitację łopatek turbiny Merlina a w konsekwencji eksplozję silnika i utratę załogi.

Ten ostatni argument jest rzeczywiście ciekawy, niestety nie wiemy czy i jak SpaceX sobie poradził z tym problemem. Wiemy tylko że jak dotąd starty rakiet z superschłodzonym tlenem były bezproblemowe. Wiemy także że rakiety takie lądowały bez kłopotu – można spokojnie założyć że w lądującej rakiecie tlen ma znacznie wyższą temperaturę niż na początku lotu i albo firma znalazła rozwiązanie problemu pracy turbosprężarek w szerokim zakresie temperatur ciekłego tlenu, albo po prostu mieli niesamowite szczęście. Z jednej strony chciałbym wierzyć w to że to nie było przypadkowe, z drugiej moja wiara w SpaceX jest dość mocno nadszarpnięta po opublikowaniu przyczyn wrześniowej eksplozji. Cóż, jeżeli w czasie któregoś z lądowań nastąpi eksplozja Merlina, to mamy już gotową teorię o jej przyczynach – kawitacja powodująca erozję i docelowo rozerwanie turbiny.

Ale wracając do pierwotnego problemu – co jest bezpieczniejsze? Na mój prosty umysł rozwiązanie SpaceX wydaje się nieporównanie bezpieczniejsze niż to co NASA robi od 50 lat. Jedną z podstawowych zasad w lotach bezzałogowych jest to że na platformie nie może być nikogo w czasie kiedy rakieta jest tankowana lub stoi zatankowana. Personel wpuszcza się na platformę dopiero jak z rakiety zostanie wypompowane paliwo i utleniacz. Powód jest prosty – taka rakieta może w każdej chwili eksplodować. Widzieliśmy to we wrześniu. Jednak w przypadku lotów załogowych jest inaczej – pełno ludzi włazi na platformę już po zatankowaniu rakiety. Z jakiegoś dziwnego powodu jest to dopuszczalne. Rozumiem dlaczego można było to robić w czasach nie kriogenicznych paliw i utleniaczy – rakietę się tankowało, zamykało wszystkie zawory i była bezpieczna. Jednak w przypadku kriogenicznych paliw i utleniaczy cały czas pracują pompy uzupełniające wygotowujący się utleniacz i (czasem) paliwo, opary tychże są odsysane a następnie pozbywa się ich w mniej lub bardziej ryzykowny sposób. Mówiąc inaczej – szanse na eksplozję są znacznie większe niż w przypadku pustej rakiety.

W rozwiązaniu SpaceX w czasie tej niebezpiecznej fazy astronauci siedzą w bezpiecznej kapsule, wyposażonej w system awaryjny – w razie czego kapsuła ich uratuje. NASA chce to zmienić i kazać astronautom + personelowi pomocniczemu przebywać bez żadnego system ratowania w pobliżu tykającej bomby. To że w ciągu 50 lat nie wydarzyło się nic złego nie jest żadnym dowodem na to że jest to właściwa procedura. A eksplozja Falcona 9 we wrześniu tym bardziej moim zdaniem pokazuje że lepiej nie chodzić obok zatankowanej rakiety. Taka eksplozja mogła spokojnie zdarzyć się po zatankowaniu, w momencie uważanym przez NASA za „bezpieczny”.

Dodatkową komplikacją jest superschłodzony tlen – zakładając że SpaceX zdecyduje się na spełnienie wymogów NASA, to będą musieli stworzyć system bardzo wydajnego przepompowywania tlenu przez zbiornik tak by miał on stale odpowiednią temperaturę. Zamiast dotychczasowego rozwiązania polegającego na dolewaniu tego co się wygotowało, SpaceX będzie musiał przepompowywać setki litrów ciekłego tlenu na sekundę by utrzymać jego odpowiednią temperaturę w zbiorniku. Jest to niezwykle niebezpieczne i dlatego firma zdecydowała się na rozwiązanie z błyskawicznym tankowaniem na moment przed startem bez żadnego systemu utrzymywania wymaganej temperatury. Poruszanie się w okolicach platformy w czasie działania takiego systemu będzie bardzo niebezpieczne.

Czyli podsumowując – tak naprawdę NASA ma dwie opcje:

  • zgodę na tankowanie rakiety w czasie gdy astronauci siedzą w kapsule
  • wymuszenie na SpaceX użycia wersji rakiety która nie używa superschłodzonego paliwa i utleniacza. Nie wiadomo czy jest to możliwe – taka wersja może mieć za mały udźwig by wynieść na orbitę załogowego Dragona.

Przyszłość pokaże co wymyśli NASA, ale gdybym był astronautą to wolał bym jednak siedzieć w kapsule w czasie tankowania rakiety…

Inne posty które podobno są związane z tym: