Pregunta: ¿Es plausible esta explicación para la anomalía de SpaceX del 1 de septiembre de 2016? ¿O la mayor parte al menos (sin LHe)?
En el artículo reciente de New Atlas, SpaceX apunta al helio como causa de la explosión del cohete Falcon 9, se presenta un escenario detallado para la anomalía del 1 de septiembre de 2016 (fuego rápido, explosión). Dicen que "SpaceX no ha dicho exactamente cómo falló el sistema de helio, pero la naturaleza catastrófica de la explosión apunta a un escenario probable".
Te recomiendo que lo leas allí. Voy a mostrar algunos fragmentos:
Junto con los propulsores está el sistema de helio criogénico, que son botellas de gas aisladas llenas de helio líquido que se sumergen en el LOX para mantenerlas a -452,2 ° F (-269 ° C, 4 K, ) heladas...
¡¡NOTA!!: El escenario aquí comienza con helio líquido, no gas helio a alta presión como se discute generalmente aquí en SXSE. Después de que los tanques de helio se movieron dentro de los tanques LOX donde la temperatura ambiente es mucho más baja, de hecho, por debajo de 70 K para LOX subenfriado , ¿existe la posibilidad de que luego se cambiaran a tanques de helio líquido en lugar de tanques de helio gaseoso?
Brevemente, proponen una cascada de eventos donde cada fluido hierve violentamente cuando entra en contacto con el siguiente fluido más cálido.
...el escenario más probable es que una de las botellas de helio en el tanque LOX sufriera una falla repentina y masiva, como una explosión o una falla en la válvula. El helio se convirtió en gas en el oxígeno líquido más cálido y el tanque repentinamente se presurizó en exceso.
Esto provocó otra falla entre el tanque LOX y la sección RP-1. Debido a que la falla fue tan rápida, lo más probable es que el mamparo se rompiera o se desplazara hacia un lado. En este punto, el LOX y el RP-1 se mezclaron. El RP-1 que usa el Falcon 9 está súper enfriado a 20 °F (-7 °C, 266 °K), pero el LOX se enfría a -340 °F (-207 °C, 66 °K). Cuando se mezclan, el LOX hierve inmediatamente y la presión en el tanque se dispara...
Ellos continuaron:
Es probable que el tanque explotara por la presión y la mezcla se encendiera, o que se encendiera en el tanque debido a una chispa eléctrica, fricción o alguna otra causa. El resto fue una cuestión de combustión y gravedad en la primera etapa, luego los propulsores en la carga útil del satélite explotaron y el LOX restante inundó los pasajes subterráneos para alimentar más fuegos.
Editar 2 de enero de 2017: Bueno, después de todo, era una botella de COPV. Había hebillas en algunos revestimientos donde se acumulaba oxígeno líquido superenfriado. Del artículo de NASAspaceflight , citando los resultados de la investigación:
Cada etapa de Falcon 9 usa COPV para almacenar helio frío que se usa para mantener la presión del tanque, y cada COPV consta de un revestimiento interior de aluminio con una envoltura de carbono. Los COPV recuperados mostraban hebillas en sus revestimientos. Aunque no se demostró que las hebillas revientan un COPV por sí solas, los investigadores concluyeron que el LOX súper frío puede acumularse en estas hebillas debajo de la envoltura.
Cuando se presuriza, el oxígeno acumulado en esta hebilla puede quedar atrapado; a su vez, la rotura de las fibras o la fricción pueden inflamar el oxígeno de la envoltura y hacer que el COPV falle. Además, los investigadores determinaron que la temperatura de carga del helio era lo suficientemente baja como para crear oxígeno sólido (SOX), lo que aumenta la posibilidad de que el oxígeno quede atrapado, así como la probabilidad de ignición por fricción.
Entonces, lo que sigue tiene puntos útiles, pero se apoyó demasiado en una declaración de otro artículo de la NSF de que las fuentes tenían muchas dudas de que los COPV fueran la causa.
Si por 'plausible' te refieres a que una botella de helio que explota podría haber causado una explosión como la que vimos, sí. Sin embargo, la afirmación del artículo de que 'es el escenario más probable ' no es plausible.
Siempre es arriesgado tratar de obtener un análisis preciso de un tema muy complejo de una fuente de noticias que no se dedica a esa área. Las explosiones gigantescas siempre reciben mucha cobertura, y muchos medios de comunicación han cubierto esto que casi nunca mencionan los eventos de la industria espacial. New Atlas informa sobre este tipo de cosas regularmente, pero hay varias inexactitudes en el artículo. En respuesta a la misma actualización de SpaceX sobre la investigación, dos de las principales revistas dedicadas a la industria espacial publicaron artículos extensos: NASA Space Flight y Space Flight 101.. Estos artículos usan un poco de jerga, por lo que son algo más difíciles de seguir para el público en general. Es posible que sea necesario buscar en Google, pero no tanto como para ser oneroso. La mayor parte de lo que sigue está tomado de ellos, con algunas fuentes adicionales que se enumeran.
Esto es lo que dice la declaración de SpaceX :
En esta etapa de la investigación, la revisión preliminar de los datos y los escombros sugiere que se produjo una gran brecha en el sistema de helio criogénico del tanque de oxígeno líquido de la segunda etapa. [Actualizado el 24/09: en este momento, se desconoce la causa de la posible infracción].
Hay líneas y conectores que conducen a las botellas de helio, por lo que una brecha no significa que estaba en la botella. Además, debido a que las botellas se estaban llenando en ese momento, una brecha no significa que una pieza falló , per se, en el sentido de que, si el problema fue (por ejemplo) que una bomba en el equipo de tierra falló, podría han causado que las ondas de presión viajen por las líneas y dentro de las botellas, empujándolas más allá de sus límites de diseño. En ese caso no es 'culpa' de las líneas o de las botellas.
Ciertamente, debido a que las botellas de helio soportan tanta presión, si una falla repentinamente, bien podría parecerse a la explosión que sucedió. El problema es, ¿por qué haría eso? Éste es un punto importante.
Los recipientes a presión que contienen el helio, los COPV , han tenido problemas en el pasado. Son esferas hechas de Kevlar incrustadas en un polímero, con un revestimiento de plástico o metal, que se llenan con gas helio muy frío hasta una presión de alrededor de 5500 psi. El fallo de un puntal de sujeción provocó la pérdida del vehículo CRS-7 al incumplir así el COPV.
Esa falla fue durante el vuelo, cuando la estructura está sujeta a mucha vibración y alta aceleración. Como resultado, el recipiente de helio no explotó, aunque estaba a plena presión. En el caso de AMOS-6, los COPV solo se habían llenado parcialmente y no estaban bajo ninguna de las tensiones que ocurren durante el lanzamiento. El artículo sobre vuelos espaciales de la NASA dice que "las fuentes señalan que son extremadamente escépticas de que un COPV pueda tener la culpa, debido a la cantidad de atención que se les puso después de la falla del CRS-7", es decir, porque habían perdido un vehículo. debido a una brecha en un COPV, trabajaron para asegurarse de que eso no volviera a suceder. Por lo tanto, una botella de helio que explote cuando ni siquiera está llena, no tiene una fuerza g adicional y no hay vibración, sería muy difícil de explicar.
En el vuelo CRS-7, hubo 0,9 segundos entre la primera indicación de un problema y la pérdida de telemetría. En el caso de AMOS-6, hubo solo 0,09 segundos entre las señales de un problema y la pérdida de telemetría. Los COPV tienen tanta presión que una ruptura masiva es como una pequeña bomba que explota, por lo que es terriblemente tentador concentrarse en ellos (y yo mismo he especulado mucho al respecto). Sin embargo, hay mucho en juego en esta investigación, y la FAA, la NASA y la Fuerza Aérea están participando mucho más activamente que la última vez. Si las fuentes utilizadas por NASA Space Flight, y obtienen las mejores fuentes ya que la revista es muy respetada, dicen que son extremadamente escépticos de que un COPV haya causado esto, entonces yo también lo soy.
jkavalik
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Mármol Orgánico
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