De ce nu reușește NASA să lanseze misiunea Artemis 1?
Agenția spațială a Statelor Unite ale Americii a încercat sâmbătă, 3 septembrie 2022, să lanseze o rachetă improvizată din naveta spațială (space shuttle), care la rândul său a fost concepută și construită în urmă cu mai bine de patru decenii.
Așa cum și naveta spațială era adesea amânată din cauza problemelor tehnice, nu este deloc surprinzător faptul că lansarea rachetei Space Launch System (SLS) de la NASA a fost anulată cu doar câteva ore înainte de intervalul de timp stabilit în prealabil. Pretextul a fost o linie cu un diametru de 20 centimetri care transporta hidrogen lichid în racheta.
Cu multă dârzenie, echipele de la Centrul Spațial Kennedy au încercat de trei ori să oprească scurgerea, însă fără succes. În cele din urmă, directorul de lansare Charlie Blackwell-Thompson a dispus anularea.
Racheta SLS ar putea fi coborâtă de pe rampa de lansare
Următorii pași depind de ce anume vor descoperi inginerii și tehnicienii în zilele următoare, atunci când vor inspecta vehiculul pe rampa de lansare. Dacă echipele decid că pot înlocui echipamentul pe rampa de lansare, ar putea avea loc un test de alimentare parțială pentru a stabili dacă problema a fost rezolvată. Asta ar permite NASA să păstreze racheta pe rampa de lansare. În caz contrar, inginerii ar putea decide că reparațiile pot fi efectuate mai bine în interiorul Clădirii de Asamblare a Vehiculului (VAB), astfel că racheta va fi coborâtă de pe rampă.
Având în vedere dinamica orbitală a misiunii Artemis 1 de a trimite nava spațială Orion fără echipaj către Lună, următoarea oportunitate de lansare pentru NASA va fi între 19 septembrie și 4 octombrie. Asta ar necesita repararea rachetei pe rampa de lansare și obținerea unei aprobări din partea Forțelor Spațiale ale USA, care administrează lansarea de-a lungul coastei din Florida.
Problema este sistemul de oprire a zborului, care este alimentat în mod independent de rachetă, bateriile fiind garantate pentru 25 de zile. NASA ar trebui să extindă bateriile până la 40 de zile, iar agenția spațială este așteptată să discute în curând despre acest aspect cu oficiali.
Ce oportunități de lansare mai există pentru SLS?
Dacă racheta SLS va fi adusă înapoi în VAB, fapt necesar pentru efectuarea unor reparații mai profunde, NASA va avea o altă oportunitate de lansare între 17 și 31 octombrie.
Naveta spațială era un vehicul extrem de complex care folosea motoare alimentate de combustia hidrogenului lichid și oxigenul lichid drept oxidant. De-a lungul vieții sale, tocmai din cauza complexității, naveta spațială era amânată aproape o dată la fiecare lansare. Unele zboruri cu naveta spațială erau anulate de până la cinci ori înainte de decolare. Pentru controlori, procesul de alimentare a navetei nu a devenit niciodată mai ușor, iar hidrogenul era adesea „vinovatul”.
Hidrogenul este cel mai abundent element din Univers, fiind și cel mai ușor. Hidrogenul se poate strecura prin cele mai mici spații. Asta nu este o problemă majoră la temperaturi și presiuni ambientale, însă la temperaturi super-reci și presiuni ridicate, hidrogenul se scurge cu mare ușurință prin orice deschizătură disponibilă.
NASA are o toleranță pentru scurgeri minore de hidrogen
Pentru ca tancurile unei rachete să fie pline, liniile de combustibil care pornesc din sistemele de la sol trebuie să rămână atașate la „booster” (motorul propulsor) până la momentul lansării. În ultima secundă, liniile se desprind de rachetă. Dificultatea constă în faptul că echipamentul nu poate fi înșurubat suficient de strâns astfel încât să împiedice în totalitate trecerea atomilor de hidrogen, fiind extrem de dificilă etanșarea acestor conexiuni în condiții de presiuni crescute și temperaturi scăzute.
Așadar, NASA are o toleranță pentru scurgeri minore de hidrogen. Însă, orice scurgere peste 4% din concentrația de hidrogen este considerată un risc de inflamabilitate. „Am observat un exces de două până la trei ori peste limită. A fost destul de clar faptul că nu vom putea să o rezolvăm. De fiecare dată, scurgerea ne-a depășit limitele de inflamabilitate”, a declarat Mike Sarafin, manager al misiunii Artemis 1, făcând referire la încercarea de lansare de sâmbătă, 3 septembrie 2022.
De ce folosește NASA hidrogen lichid pentru rachetele sale?
Oficialii de la NASA încă analizează cauza scurgerii, însă aceștia cred că ar fi fost vorba de o valvă. Situația s-a produs în timpul procesului de răcire a rachetei, înainte de încărcarea hidrogenului lichid. În cadrul unei serii de comenzi trimise rachetei, o comandă a fost trimisă la o valvă greșită. Greșeala a fost rectificată în decurs de 3 sau 4 secunde, a spus Sarafin, însă, în acest timp, linia de hidrogen care avea să dezvolte o problemă a fost, pentru scurt timp, supra-presurizată.
Totuși, de ce folosește NASA hidrogen lichid pentru alimentarea rachetelor sale, având în vedere că este un element atât de pretențios și există alternative precum metan sau kerosen? Un motiv ar fi că hidrogenul este un combustibil foarte eficient, ceea ce înseamnă că permite un „kilometraj” mai bun atunci când e utilizat în motoarele de rachetă. Cu toate acestea, adevăratul răspuns este că Congresul SUA a autorizat NASA să continue să folosească motoarele principale de la naveta spațială ca parte din programul SLS.
A fost sau nu corectă decizia de a continua lucrul cu hidrogen?
În 2010, atunci când Congresul SUA a elaborat autorizația pentru NASA care avea să ducă la crearea Space Launch System, agenția a fost îndrumată să „utilizeze contracte, investiții, forță de muncă, bază industrială și capabilități existente de la proiectele Space Shuttle, Orion și Ares 1”.
În timpul conferinței cu presa de sâmbătă, jurnaliștii de la Ars Technica l-au întrebat pe administratorul NASA Bill Nelson dacă a fost sau nu corectă decizia de a continua lucrul cu hidrogen după experiența agenției cu naveta spațială. În 2010, Nelson era senator al statului Florida și coordonator al legii pentru autorizație spațială, alături de senatorul Kay Bailey Hutchison din Texas. „Am cerut părerea experților”, a răspuns Nelson.
Folosirea componentelor de la naveta spațială, o idee proastă
Nelson a făcut referire la faptul că Senatul SUA a colaborat cu oficiali de la NASA și din industrie pentru a dezvolta racheta SLS. Acești oficiali din industrie, care aveau să continue să semneze contracte profitabile cu NASA, au fost extrem de încântați să susțină noul design de rachetă.
Printre cei care s-au opus ideii a fost Lori Garver, administrator adjunct al NASA la acea vreme. Garver a spus că folosirea componentelor de la naveta spațială pentru racheta de nouă generație a NASA este o idee proastă, având în vedere provocările lucrului cu hidrogen din ultimele trei decenii.
Încercarea de lansare de sâmbătă, 3 septembrie, a fost, de fapt, a șasea oară când NASA a încercat să alimenteze în totalitate racheta și apoi să inițieze numărătoarea inversă, proceduri întreprinse și în cadrul repetițiilor anterioare. Până acum, agenția nu a reușit. Sâmbătă, tancul de hidrogen lichid principal al rachetei, cu o capacitate de peste 2 milioane de litri, era doar 11% plin atunci când lansarea a fost anulată.
Să sperăm că a șaptea încercare va fi cu noroc.
Vă mai recomandăm să citiți și:
Lansarea misiunii Artemis 1, amânată pentru a doua oară
Cum a reacționat China după eșecul lansării Artemis 1?
Ce se află la bordul rachetei SLS pentru misiunea Artemis I?