Z23 się rozlazł

erection_zefiro23

ArianeSpace poinformowała dziś o wynikach śledztwa w sprawie awarii rakiety Vega (tej która wynosiła na orbitę satelitę szpiegowskiego dla Arabii Saudyjskiej). Okazuje się że 14 sekund po uruchomieniu silnika drugiego stopnia jego górna część postanowiła się rozpaść. Zefiro 23 jest silnikiem na paliwo stałe zrobionym z włókien węglowych. Prawdopodobnie nastąpiło przepalenie izolacji pomiędzy osłoną a paliwem i silnik stworzył sobie nową dyszę. To natychmiast spowodowało rozlecenie się rakiety na dwa kawałki – resztki Z23 + ładunek z osłonami.

Jak pewnie pamiętacie początkowo podejrzewano (na podstawie obserwacji z ziemi) że Z23 się wcale nie uruchomił. W sumie nadal nie wiadomo dlaczego po separacji pierwszego stopnia nie widzimy światła z uruchomionego drugiego stopnia, jednak dane telemetryczne z rakiety pokazują że się on uruchomił i przez pierwsze 14 sekund pracował z nominalnym ciągiem, bez żadnych danych pomiarowych które by mogły wskazywać na nadchodzącą awarię.

Silniki na paliwo stałe mają brzydką tendencję wypalania dziur w swoich osłonach – dwie najbardziej widowiskowe awarie (Challenger i Delta II) były spowodowane właśnie przez taką awarię. Powód tego jest prosty – komora spalania silnika na paliwo stałe jest olbrzymia i trzeba robić duże kompromisy pomiędzy jej wytrzymałością i masą. Następnym kluczowym elementem budowy takiego silnika jest odpowiednie rozmieszczenie paliwa – jakiekolwiek pęknięcia mogą spowodować że powierzchnia spalania będzie większa niż to zakładano a sam ogień będzie działał na izolację termiczną dłużej i ilość energii jaka przeniknie do obudowy może być na tyle duża by utraciła ona swoją wytrzymałość. W przypadku włókien węglowych nie trzeba wiele by zaczęły one tracić właściwości mechaniczne.

Podejrzewam że powodem awarii Vegi było właśnie jakieś pęknięcie paliwa w okolicach górnej części silnika które spowodowało nadmierne nagrzewanie obudowy w jednym miejscu a potem jej rozerwanie. Pęknięcie musiało być niewielkie, inaczej silnik by miał większy ciąg niż nominalny i było by to widać w danych pomiarowych.