Desastre del Challenger: ¿qué tan lleno estaba el tanque externo en el momento de la destrucción?

Hice una simulación de hoja de cálculo cruda usando el informe de la Comisión Rogers para obtener los tiempos de aceleración, a saber:

• Acelerar hasta el 94 % a los 24 segundos
• Acelerar hasta el 65 % a los 42 segundos
• Acelera hasta el 104 % a los 65 segundos

Descuidé el consumo de propulsor de arranque y asumí la regulación de la función de paso. Tomé la carga de O2 de despegue como 1,387,457 lb y la carga de H2 como 234,265 lb.

Usé 154 lb/seg/motor para el flujo de H2 al 104 % y 925 lb/seg/motor para el flujo de O2. Asumí que las tasas de flujo se escalan linealmente con la configuración del acelerador; esta es una suposición decente por lo que recuerdo.

Dado eso, obtuve ~ 87,7 % de carga de O2 a los 73 segundos y ~ 87,9 % de carga de H2 al mismo tiempo.

Con mi tiempo de paso de 1 segundo y los números de carga de despegue buscados en Google, es aproximado, realmente aproximado, pero puede ver que quedaba mucho apoyo en el ET.

El tiempo de septiembre de SRB es ~ 2:03, por lo que estaban ~ 60% quemados.

Nota: Cálculos en mi respuesta a ¿Cuánto propulsor se usa hasta el despegue? muestran que menos del ~1% del propulsor ET se consume antes del despegue, lo que reduciría un poco los porcentajes a los 73 segundos. No volví a hacer la hoja de cálculo. Declaré de inmediato que "descuidé el consumo de propulsor de arranque".

La ruptura del Challenger ocurrió aproximadamente a los 73 segundos de vuelo. El corte del motor principal normalmente ocurre alrededor de los 510 segundos de vuelo, lo que implica que quedaría aproximadamente el 86% del combustible. (Muchas fuentes dan 480 segundos, pero sospecho que es una simple división de la masa del tanque por la tasa de consumo de aceleración máxima; mirar los informes reales de la misión respalda la cifra de quemado del motor principal de ~ 510 segundos).

Sin embargo, el programa de aceleración de los motores principales no es constante, por lo que habría sido algo más que eso: el accidente se produjo poco después del final del "cubo de aceleración" de max-Q, durante el cual se usaría menos combustible. , pero también hay una desaceleración programada hacia el final de la quema del motor principal que lo cancela parcialmente.

En cualquier caso, en ese momento, el tanque contendría algo más de 540 toneladas de oxígeno líquido y 91 toneladas de hidrógeno líquido.

Los propulsores deberían funcionar durante unos 127 segundos, por lo que estaban a más de la mitad del camino, con 54 segundos restantes.

Algunos hechos:

• El tiempo de grabación de SRB es de 127 segundos
• Comienzo del incidente del Challenger- 64 s
• Rotura de vehículo- 72 s
• Tiempo nominal para orbitar: 510 s.

Entonces, los SRB estaban a la mitad de su tiempo de combustión antes de que el vehículo comenzara a romperse. El motor principal del transbordador espacial en realidad produjo menos de 1 g de empuje hasta aproximadamente el momento de la separación del SRB. Si los SRB se hubieran podido liberar de alguna manera de manera segura, es posible que el transbordador espacial se hubiera dado la vuelta y vuelto a aterrizar en el Centro Espacial Kennedy, pero los SRB no se hubieran podido liberar.

Además, el tanque principal tenía la gran mayoría de su combustible. Durante la mayor parte del tiempo con los SRB conectados, el motor principal no se aceleró al 100 % para no alcanzar una resistencia demasiado alta. No tengo un número exacto, pero esperaría que más del 90% del combustible en el tanque todavía estuviera allí en el momento de la avería del vehículo.