¿Cómo pueden estar implicados en una explosión los elementos que intervienen en la carga de un tanque de LOX?

Dado que SpaceX ha aislado la explosión de la plataforma AMOS-6 Falcon 9 en el tanque LOX de la etapa superior durante el reabastecimiento de combustible, parece útil considerar en términos generales qué estaba sucediendo en ese momento y qué materiales y equipos había alrededor. Las explosiones de cohetes generalmente involucran motores encendidos y / o fallas estructurales en vuelo, y tengo poca idea de cómo fue posible esta explosión.

La declaración actual de SpaceX es así:

Aproximadamente a las 9:07 am ET, durante una prueba estándar de fuego estático previa al lanzamiento para la misión AMOS-6, hubo una anomalía en el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 de Cabo Cañaveral de SpaceX que resultó en la pérdida del vehículo.

La anomalía se originó alrededor del tanque de oxígeno de la etapa superior y ocurrió durante la carga de propulsor del vehículo. Según el procedimiento operativo estándar, todo el personal se retiró de la plataforma y no hubo heridos.

He leído que LOX hace que casi cualquier cosa sea extremadamente explosiva y se necesita muy poco para desencadenar eso. ¿Qué tan poco se necesita?

¿Habría sido necesaria una chispa o algún otro disparador y, de ser así, qué fuentes de tal cosa estaban cerca? ¿Habría sido fácil que alguna fuente de ignición hubiera ido a parar allí desde el entorno?

¿Habría sido necesaria una fuga del equipo para que esto ocurriera?

Cualquier tipo de sustancia orgánica puede causar una explosión si entra en contacto con LOX. wiki.nasa.gov/oxygen-fire-incidents/wiki/home/…
@OrganicMarble Interesante. Implica que hubo un impacto en ese caso. Las unidades no son intuitivas para mí, así que verifiqué usando esta calculadora . Un impacto de 40 a 50 lb/ft es como un objeto que pesa 6 kg (13,2 lb) y se deja caer 1 m (3,25 ft).
Además, "1- 3 c. Los sistemas de oxígeno deben mantenerse limpios porque la contaminación de compuestos orgánicos, como el aceite de hidrocarburo, puede encenderse fácilmente y proporcionar una cadena de encendido para encender los materiales circundantes. La contaminación también puede consistir en partículas que podrían encenderse o provocar la ignición al impactar otras partes del sistema" de hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/1740151.pdf
También esto (GOX, no LOX) probado.com/science/space/…
Fuentes de ignición enumeradas en 1-2 b del documento en el tercer comentario: Fricción • Calor de compresión • Calor del impacto de masa • Calor del impacto de partículas • Descarga eléctrica estática • Arco eléctrico y chispa • Resonancia • Flexión interna • Exposición de metal fresco superficies • Fuentes de calor externas
Hay algunos análisis y comentarios interesantes en cámara lenta (¿sillón?) aquí: youtube.com/watch?v=Ye0EOENUw0c Alrededor de las 3:45-4:00+, el comentarista señala la interfaz de combustible de la segunda etapa como la fuente de la explosión inicial. Desafortunadamente, el video de origen tiene solo 60 fps y MUCHO sucede en 1/60 de segundo entre el último cuadro en el que nada parece fuera de lo común y el siguiente cuadro en el que se ve la llama por primera vez.
Puedo entender fácilmente cómo la contaminación podría causar un incendio. Sin embargo, ¿dónde está el gran volumen de material que podría explotar?
@LorenPechtel tendría que ser el queroseno. Eso hace que el hecho de que la explosión haya sido tan repentina parezca extraño, y creo que en ese momento estamos atrapados en territorio de especulación...
@LorenPechtel No fue un gran boom, sino una secuencia. El evento visible inicial podría no haber involucrado mucho material, pero habría comenzado a romper cosas, provocando la liberación de más cosas para hacer otros auges más grandes.
Bastantes materiales son hipergólicos con LOX: iniciar un incendio por mero contacto. Y una gran cantidad de materiales son simplemente inflamables en contacto con LOX, muchos de ellos de manera violenta, incluido un montón de metales que se usan comúnmente para la construcción estructural del cohete. Luego, una vez que LOX masticó su camino a través de los tanques y se mezcló con queroseno...

Respuestas (2)

Solo para mencionar una faceta de este problema multifacético, cualquier potencial de campo eléctrico que exista (es decir, los elementos que no tienen una polarización eléctrica común) pueden y, por lo general, en algún momento crearán un arco (chispa) cuando se descargue. El acoplamiento y desacoplamiento de interfaces, líneas de alimentación, etc., sería especialmente peligroso si sus campos eléctricos son desiguales. Además, además de las acciones mecánicas dinámicas que se acaban de mencionar, la producción de arco estático siempre es posible con desequilibrios de campo de potencial más altos y, en teoría, sería más prominente. Y como presentó Organic Marble, con altas concentraciones de oxígeno, no se necesita mucho más para que el polvo o las huellas dactilares grasosas se conviertan en un tipo de combustible en sí mismo, transmitiendo la producción reactiva de (fuego) (llama).

El oxígeno líquido contiene 4000 veces más oxígeno que el aire normal (por volumen). Muchos materiales que son casi inflamables en el aire normal pueden arder en oxígeno líquido. Incluso el oxígeno puro a una presión de 200 bares es peligroso. Incluso los tubos de acero inoxidable se quemaron debido a un fuerte aumento de la presión del oxígeno en el interior. Incluso un piso de asfalto puede ser peligroso si se derrama oxígeno líquido.

Un artículo sobre los peligros de los tubos de resonancia en los sistemas de oxígeno https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19820013541.pdf

ESTÁNDAR DE SEGURIDAD DE LA NASA PARA OXÍGENO Y SISTEMAS DE OXÍGENO https://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/1740151.pdf

Un memorándum técnico de la NASA Prueba de compatibilidad LOX para materiales de pista de aterrizaje de asfalto y hormigón .

¡Esta es una respuesta interesante! ¿Es posible encontrar uno o dos eslabones para apoyarlo, quizás el tubo de acero inoxidable quemándose? No tengo ninguna duda de que lo que dices es cierto, solo me gustaría leer más al respecto.
Creo que te refieres a "no inflamable". "Inflamable" significa que se quema en el aire.
@zeta-band: "Inflamable" puede significar "inflamable" o "no inflamable". (Estoy de acuerdo en que esto es confuso.)