¿Qué causa exactamente que las etapas superiores varadas exploten?

La mayoría de las etapas superiores deben ser flexibles hasta cierto punto. Esto requiere propulsión líquida de algún tipo. Hay dos familias principales de propulsores para estas etapas, criogénico y corrosivo. Echemos un vistazo a cada uno de forma independiente:

Criogénico - Eventualmente, el combustible se calentará, a algo más o menos a temperatura ambiente. La temperatura ambiente en la Tierra se debe a que la cantidad de luz que llega a la Tierra y la energía térmica/luz que sale de la Tierra se encuentran en un equilibrio. Un equilibrio similar existirá en el espacio cercano a la Tierra. Cuando la temperatura aumenta, la presión aumentará rápidamente. Esencialmente, se alcanzará el límite de presión y, como un globo que está demasiado lleno, explotará.

Corrosivo : no puedo encontrar un método que garantice la explosión cada vez, pero esto es lo que sospecho que sucederá. Eventualmente, el tanque será penetrado, ya sea por una fuga o de otra manera. Luego, eventualmente, los dos tipos de combustible se mezclarán de manera descontrolada, provocando una explosión. Diría que esto no está garantizado, pero podría suceder fácilmente. Los ciclos térmicos también causarán estrés, lo que podría provocar que esto suceda.

En pocas palabras, ¡vacíe sus tanques de combustible!

Creo que es difícil ser específico sobre las causas de la falla sin ver la revisión formal del fabricante.

Esa parte pedantemente obvia aparte de las causas plausibles de falla para una etapa superior Briz son:

• penetración de cualquier volumen presurizado por escombros de alta velocidad de tal manera que se rompa,
• fuga entre las partes de combustible y oxidante del sistema que, al ser hipergólico para el Briz M (y no criogénico en este caso), se encenderá al contacto,
• falla por fuga de un regulador de un tanque de gas de alta presión, de modo que se rompe el tanque de propulsor de baja presión aguas abajo. Esto solo se aplicaría en la medida en que el Briz M incorpore gas a alta presión, por ejemplo, para presurizar los propulsores de control de actitud.

Espero que eso arregle un poco las cosas.

EDITAR:

• Sobrepresión de un tanque de propulsor si se experimenta una alta temperatura de la luz solar después de la fase de misión. Físicamente, dado que el Briz no es una etapa criogénica, parecería menos riesgoso, especialmente cuando el tanque de combustible se vacía. Es plausible, por tanto, que una etapa que ya ha sufrido una falla, y por lo tanto no está vacía, tenga mayor riesgo.

De hecho, tengo la sospecha de que las etapas superiores de Briz que se han fragmentado podrían ser todas las variantes de la Fase 1 que, si no recuerdo mal, no tenían tantas características de pasivación al final de la misión. Cualquiera de las explicaciones tercera o cuarta podría promoverse si la característica de la Fase 1 es significativa.

PROPELENTES LÍQUIDOS CRIOGÉNICOS

Hoy en día el combustible criogénico más utilizado es el Hidrógeno ($H_2$) (Eso también en la forma Para). Tiene un punto de ebullición a una temperatura de 20,37 K y un punto de congelación de$\approx$13 k, por lo que se debe tener mucho cuidado al almacenar hidrógeno porque, por debajo de cierta temperatura, se congelaría y podría bloquear la tubería (pero esto es imposible porque las turbobombas utilizadas en los cohetes criogénicos son más poderosas y pueden romper el hielo). hidrógeno). Otra cosa es que todos los metales (incluidas las aleaciones, excepto algunas) tienen un mayor rendimiento (como el límite elástico, la resistencia máxima), pero aún así la resistencia a la fatiga disminuye a medida que la temperatura alcanza la temperatura criogénica, lo que significa que si los metales a las temperaturas criogénicas están expuestos a el estrés {cíclico} armónico se romperá . El hidrógeno se evaporaría a muy baja temperatura y, por lo tanto, la presión en el tanque de combustible aumentará tanto que puede explotar (se requiere un aislamiento muy alto)

PROPELENTES SÓLIDOS

Son bastante confiables pero su desventaja es que no se puede apagar una vez que se enciende.

al venir al Breeze-M sospechan que el rodamiento en la Turbobomba (S5.98) podría haber causado el problema al apagar el motor. Creo que la razón es que, dado que operan a temperaturas criogénicas, el metal se habría vuelto muy frío (cerca de la temperatura criogénica) ya que funciona en ciclo continuo a altas revoluciones. Su resistencia habría disminuido (ya que la resistencia a la fatiga disminuye a temperatura criogénica) y los metales se contraen a bajas temperaturas (pero en este caso se utilizarían metales con un coeficiente de expansión térmica muy bajo) a medida que el metal se contrae provoca más fricción por lo que se habría atascado porque era demasiado frágil, existe la posibilidad de que incluso se rompa

(el último párrafo de esta respuesta es solo mi analogía de las posibles razones)