Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
Гадаем о причинах аварии Falcon 9
lozga

Как вы, наверное, уже слышали, в воскресенье на третьей минуте полета произошла авария ракеты-носителя Falcon 9 с грузовым кораблем Dragon. Надежда на то, что причину аварии найдут быстро, похоже, не оправдалась - несмотря на обилие телеметрии, видеофиксацию полета с земли и камер, установленных на самой ракете, твиттер Элона Маска 29 июня сообщил о том, что после нескольких тысяч человеко-часов работы причина по-прежнему неизвестна, и с тех пор не обновлялся. Похоже, что расследование затянется. Поэтому можно заняться увлекательным делом - пытаться угадать причину аварии по имеющейся открытой информации.

Факты


Те, кто смотрели трансляцию, видели вот это:



На 2:19 полетного времени в головной части ракеты появилось белое облако. Размеры облака говорили об очень серьезной аварии, очевидно, наружу вытекали компоненты ракетного топлива - жидкий кислород и керосин. Спустя три секунды на видео можно разглядеть конус корабля, сорванного неизвестным процессом и улетающего вбок. Двигатели первой ступени работали еще целых десять секунд, подсвечивая облако. И только на 2:29 первая ступень теряется из виду, и из образовавшегося еще большего облака вылетают уже небольшие обломки.

Вот гифка аварии:


Очевидно, что произошло что-то очень серьезное в верхней части ракеты-носителя. Но место точнее указать вряд ли возможно. Непонятно даже, авария началась на второй ступени или же на самом корабле.

Достаточно быстро появилось видео с другого ракурса:


Гифка непосредственно аварии:


Статичная картинка:


К сожалению, дополнительная информация не прояснила картину.

Была еще надежда, что причину покажут камеры на самой ракете, но одна отключилась практически сразу, а другая показывала бесполезную картинку с сорванного и вращающегося корабля (мониторы справа-сверху):


Энтузиасты быстро сделали замедленное видео:


И в сети даже появились кадры с инфракрасной камеры:


Увы, на них мало что видно, а вспышка на 2:27 - это уже финальное разрушение.

Какие еще факты нам известны? Можно посмотреть пресс-конференцию от 28 июня:


И почитать твиттер Маска. Там упоминаются любопытные детали:

There was an overpressure event in the upper stage liquid oxygen tank. Data suggests counterintuitive cause.


В баке окислителя второй ступени наблюдалось превышения давления. Данные подсказывают нелогичную причину


Комментарий: Из того, что написано, непонятно, когда появилось превышение давления, и сколько времени это длилось. С "counterintuitive" все совсем плохо, это и "неожиданный", и "нелогичный" и даже "противоречащий здравому смыслу".

https://twitter.com/elonmusk/status/615431934345216001

Cause still unknown after several thousand engineering-hours of review. Now parsing data with a hex editor to recover final milliseconds.


После нескольких тысяч человеко-часов инженерного анализа причина все еще неизвестна. С помощью HEX-редактора ведутся попытки извлечь данные о последних миллисекундах полета


Комментарий: Если пытаются извлечь данные последних миллисекунд, то, очевидно, процесс аварии шел очень быстро.

Также, интересную анимацию сделали, наложив фото ракеты на видимое облако:


Матчасть





Сдвоенный след в районе 1:20 - это совершенно нормальный эффект Прандтля-Глоерта, который в данном случае означает приближение ракеты к скорости звука. Комменарий "vehicle supersonic" несколько секунд спустя подтверждает переход скорости звука. Две области образования видимого тумана создают два обтекателя солнечных батарей. Эта картина выглядит совершенно нормально.



Верхняя часть второй ступени и корабль.



Вторая ступень в монтажно-испытательном корпусе. Фото с более старого спутникового пуска.

Версии


Разрушение бака окислителя второй ступени из-за недостаточной прочности. Из-за ошибки при проектировании, нарушения технологии производства или неосторожного обращения при подготовке к старту бак окислителя второй ступени оказался менее прочным, чем это было нужно. На третьей минуте ракета уже прошла район максимального скоростного напора, но первая ступень уже почти отработала, ракета разгонялась очень активно. Бак не выдержал и разрушился. Версия симпатична тем, что разрушение может никак не проявить себя на телеметрии. Но трещина или отверстие могут быть обнаружены по скорости потери давления.
Разрушение баллона наддува бака окислителя второй ступени. Тоже может произойти очень быстро - шар-баллоны наддува находятся под очень большим давлением и могут фактически взорваться. Осколки секут стенки бака и проводку телеметрии, поэтому авария не успевает попасть в данные телеметрии
Отказ систем наддува/дренажа. Ошибка системы управления или отказавший клапан создают слишком большое давление, которое не выдерживает бак окислителя второй ступени. Проблема - давление должно расти крайне быстро.
Разрушение корабля. Сервисный модуль "Дракона" мог не выдержать более тяжелых грузов и сломаться. Корабль бьет по верхней части ступени, она разрушается. Проблема - это должна успеть зафиксировать телеметрия.
Отказ системы крепления стыковочного узла. Особенностью этой миссии был достаточно тяжелый стыковочный узел в грузовом отсеке "Дракона". Если его плохо закрепили, он мог оторваться и ударить по второй ступени.
Разрушение переходника от корабля ко второй ступени. Повторяет сценарий "разрушение корабля", только в этом случае разрушается не корабль, а его крепление ко второй ступени.

Заключение


В качестве источников информации использовались:


По тегу "космические происшествия" различные космические катастрофы, аварии и происшествия.

Опрос #2015724 Авария Falcon 9

Какова, по-вашему, причина аварии?

Конструктивная — ошиблись на этапе проектирования, например, неверно рассчитали прочность узла
10(45.5%)
Производственная — ошиблись на этапе производства, например, плохо сделали сварной шов
6(27.3%)
Эксплуатационная — ошиблись при подготовке к старту, например, ударили при транспортировке
4(18.2%)
Другая — инопланетяне, спецслужбы, саботаж, эксцентричный подарок ко дню рождения Маска — все сюда
2(9.1%)

Какая версия вам больше нравится?

Разрушение бака окислителя второй ступени из-за недостаточной прочности
8(33.3%)
Разрушение баллона наддува бака окислителя второй ступени
6(25.0%)
Отказ систем наддува/дренажа
2(8.3%)
Разрушение корабля
3(12.5%)
Отказ системы крепления стыковочного узла
4(16.7%)
Разрушение переходника от корабля ко второй ступени
0(0.0%)
Другое (в комментариях)
1(4.2%)


Интересно? Подписывайтесь на обновления.

Записи из этого журнала по тегу «космические происшествия»


промо lozga ноябрь 4, 2014 17:00
Разместить за 20 жетонов
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

  • 1
Когда смотрел трансляцию не мог понять/поверить что авария, пока обломки не полетели...

У меня такие мысли:
1. Насколько я знаю, недавно отзывали сразу две некачественные ступени, интересно нет ли здесь связи?
2. Фалькон - не совсем серийная ракета из-за непрерывных доработок. Возможно, дооблегчались, желая выиграть для многоразовости. Если так - могут пойти на попятную и планы по многоразовости пострадают.
3. Вероятно, в SpaceX догадываются/знают причину, но она достаточно неудобная. Потому и увиливают с "неинтуитивными обстоятельствами".

> Потому и увиливают с "неинтуитивными обстоятельствами".

Я бы перевел "Data suggests counterintuitive cause" как "Данные указывают на неожиданную причину".

В русском ведь "неожиданный" тоже несколько гибкое слово - и то, о чем мы не думали изначально, и то, на что грешить у нас нет оснований (возможно мы их неправильно анализируем?)

Ну, вообще, по интенсивности облака видно, что все стало очень плохо. Но я не смотрел пуск онлайн, не могу поделиться переживаниями без послезнания.

1. Может быть есть, а может быть и нет. Нам мало что известно, и это могут быть как вышедшие на поверхность серьезные проблемы с производством, так и совершенно нормальная работа ОТК.
2. Версия вполне логичная, но в общем случае все ракеты постоянно допиливают. Даже "старички" типа "Протона" или "Союза" непрерывно улучшаются.
3. И это может быть. Никто не хочет говорить на весь мир о своих недостатках, но без фактов это пока только предположение.

"Возможно, дооблегчались, желая выиграть для многоразовости".

Именно сейчас они делали рывок для захвата рынка тяжелых спутников на ГПО. Многоразовость совсем не причем, для нее ракету сделали прочнее и уже довольно давно.

Мне больше всего нравится версия ошибки в программе какого-нибудь вычислителя в качестве root cause. Самые яркие аварии космической техники в последнее время происходили по подобной причине (старое железо не в счёт -- шаттлы, протоны и т.п.).

Что там может управляться программно? Разве что чего-то открыли.

Картина аварии не очень подходящая. Очевидное разрушение чего-то в верхней части не вяжется с отказами системы управления.

Почему происходят такие драматические неудачи? Это было послание представителям истеблишмента в отношении их продолжающегося сокрытия присутствия Планеты Х. Разве люди мира не имеют права знать, что ждет их в будущем, если элита знает об этом и предпринимает шаги, чтобы гарантировать собственное выживание? Электрический отказ легко организовать, и он фатален для ракеты, зависящей от электрических сигналов между этапами запуска. Люди с МКС должны быть отправлены домой, а сокрытие присутствия Планеты Х следует убрать. Поступить иначе характерно для мировой элиты, и они вряд ли это сделают без каких-то стимулов. Элита намеревается сбежать на Марс, но ее неоднократно предупреждали, последний раз это было в 2013 г., в отношении программы SpaceX. То, что в 2014 г. запуск их ракеты Falcon 9 Reusable потерпел неудачу, удивительным, таким образом, быть не должно. Во время приближающегося Сдвига Полюсов элита должна оставаться с обычным человеком, столь презираемым ими.

самое смешное, что вы не троллите

От всей души желаю вам крепкого психического здоровья...

Не диверсия, но раздолбайство как причина - вполне возможно.

Про конструкцию ничего не известно. Даже расположение этого бака. Так что может быть всё, что угодно. Вплоть до смятия корпуса из-за аэродинамических нагрузок.

Расположение там обычное - кислород сверху. Max Q был пройден на 1:24. Авария случилсь на 2:19.

Самая очевидная версия по-моему взрыв шар-баллона. Тем более что в марте с ними уже были проблемы из за которых был отложен пуск Туркменсата.

"Shotwell says an issue with helium tanks on the Falcon 9 v1.1 has prompted SpaceX to delay a March 21 commercial mission for the government of Turkmenistan. The company now hopes to launch Turkmensat-1 and an International Space Station (ISS) cargo resupply mission for NASA before April 17. “We were doing some component stress testing over the weekend and were a little uncomfortable with the helium bottle pressure onboard. It passed inspection, but now is not the time to have an issue in flight, so we're going to go in and do some work on those bottles, so that will delay the flight."

Я помню историю с Туркменсатом, но, со стороны сложно судить. Это может быть как случай "слабый шар-баллон чуть не взорвался, повезло тогда, не повезло сейчас", так и совершенно обычный рабочий момент. Техника, бывает, чудит и на совершенно нормальных ракетах которые потом успешно летят.

Я почему то не склонен считать аварию следствием производственной ошибки (все таки Фальконы собирают не Филевские слесаря с нищей зарплатой). Поэтому, я думаю нужно искать причину в том, что в этой ракете было нового или отличного от предыдущих запусков. Возможно, причина в полезной нагрузке (неверное закреплено, нерасчетные нагрузки и т.п.)

  • 1
?

Log in

No account? Create an account