¿Podrían los SRB haberse separado con éxito a los 70 segundos de vuelo?

El transbordador tenía un interruptor en el panel C3 que permitía a la tripulación activar una separación manual del SRB. Este interruptor tenía que tener un propósito cuando se movía del modo Automático al modo manual. ¿Qué hubiera pasado si la secuencia de separación manual se hubiera activado a los 70 segundos de vuelo con el SRB a pleno rendimiento? Tenga en cuenta que en el vuelo 51L ambos SRB se separaron de la pila incluso sin que se activara la separación manual. ¿Tendría alguna probabilidad de éxito una separación manual a pleno empuje?

No estoy seguro de qué tiene que ver 51L con la pregunta; "ambos SRB separados de la pila" es una forma extremadamente extraña de describir lo que sucedió en ese vuelo.
Quizás extraño por la naturaleza catastrófica de la falla. El LH SRB cortó los puntos de conexión ET y voló relativamente estable hasta que RSO lo destruyó. La fuga del SRB derecho destruyó el accesorio ET de popa y giró hacia la pila en el accesorio ET FWD antes de cortarlo. Después de hacer un bucle, procedió relativamente estable hasta la destrucción de RSO. De hecho, el RSO activó el código de destrucción solo porque el vuelo estable fue inesperado. Si el SRB hubiera estado cayendo, no habría emitido el código de destrucción. La pregunta está realmente en el título.
"Si el SRB hubiera estado cayendo [el RSO] no habría emitido la destrucción" Encuentro que esa declaración es dudosa en el mejor de los casos. Un gran motor de cohete girando (incontrolablemente) sin forma de apagar el empuje no es lo que desea en ningún lugar, y mucho menos en segundos de vuelo a áreas densamente pobladas. Una vez que el Orbiter se desintegró, no tiene sentido mantener los SRB encendidos sin un control de actitud significativo (solo los propulsores de separación); es mejor terminar el empuje, y en el caso de los SRB eso implica activar el mecanismo de autodestrucción.
Además, tengo la sensación de que "automático" y "manual" en este contexto no significan exactamente lo que usted cree que significan.
Es posible que "manual" no se use para desechar temprano, sino para desechar cuando sea el momento de desechar, pero la expulsión automática ha fallado por alguna razón.
Esa fue mi suposición inicial con respecto a la función de este interruptor. Después de hablar con la gente de la NASA, descubrí que, aunque este era el propósito principal, podría activarse en cualquier punto del vuelo. Luego me dijeron que en 1985 habían simulado dos veces el uso de este interruptor durante la fase de "refuerzo" de SRB cuando se detectó un desequilibrio de presión de SRB. La fuente indicó que la creencia en 1985 era que había un 75% de probabilidad de separación sin pérdida del vehículo. Ese número me parece alto, por lo tanto, estoy lanzando la pregunta a esta audiencia.
Con respecto al comentario de Michael, cito al RSO Mayor Gerald F. Bieringer, USAF. "Las indicaciones de PRI y ALT de las pantallas IP saltaban salvajemente. Estaba a punto de recomendar que no hiciéramos nada... cuando observé lo que parecía ser un SRB [Solid Rocket Booster] estabilizado y volando hacia la esquina superior izquierda de la pantalla. Como parecía estabilizado, sentí que podría poner en peligro la tierra o el envío y como el ET [Tanque externo] aparentemente había explotado, recomendé al SRSO [oficial superior de seguridad de alcance] que enviáramos funciones. Envié ARM, esperé unos 10 segundos y envié FIRE .''

Respuestas (2)

No.

La razón por la que los SRB no se pudieron "desechar" en el momento deseado se debe a que el sistema de separación, tal como se diseñó, no era lo suficientemente potente como para deshacerse de los propulsores de manera segura si estuvieran entregando una cantidad significativa de empuje. El sistema de separación simplemente cortó los pernos que sujetaban los propulsores al tanque externo y encendió los motores montados en los propulsores para proporcionar espacio entre ellos y la pila acelerada del Orbiter/ET. Si hubieran estado presentes cargas de empuje significativas, entonces se habrían aplicado fuerzas y momentos significativos a la pila Orbiter/ET. Es posible que se pudiera haber diseñado un sistema más robusto, pero no estaba incorporado en el sistema que teníamos.

De mi respuesta a esta pregunta (que ver para referencias, etc.).

Editar: el informe final de la Comisión Rogers sobre el accidente de 51-L establece explícitamente que los SRB no se pueden separar de manera segura mientras se produce empuje: (las cursivas son mías)

Recomendaciones

  1. El sistema del transbordador espacial no fue diseñado para sobrevivir a una falla de los propulsores de cohetes sólidos.

No se pueden tomar medidas correctivas si los propulsores no funcionan correctamente después del encendido, es decir, no hay capacidad para separar un Orbiter de manera segura de los propulsores de empuje y la tripulación no tiene la capacidad de escapar del vehículo durante el ascenso de la primera etapa.

Referencia: Informe de la Comisión Rogers , página 187.

Estuvo de acuerdo en que el sistema no fue diseñado para una separación temprana. Creo, basado en una conversación con un SIMSUP, que simularon un problema con una diferencia de empuje de más de 100 psi entre los propulsores. La respuesta a ese problema simulado fue ejecutar una separación manual. Con base en esa información, me pregunto cuál sería probablemente la secuencia de eventos si se hubiera hecho una separación anticipada.
Sé que al principio del programa hubo una discusión sobre las separaciones manuales, incluso incluyendo una "separación rápida" en la que desechaste el ET junto con los SRB de disparo (!). Más adelante en el programa prevalecieron las cabezas más frías / se realizaron más análisis y el consenso fue que estos casos no eran sobrevivientes. Lo que sucedería exactamente dependería de los detalles de la situación, pero se habrían aplicado grandes fuerzas y/o momentos a la pila, probablemente más de lo que el sistema de control de vuelo podría manejar.
Por cierto, 100 psi es una diferencia enorme. No creo que la presión de la cámara SRB haya superado los 1000 psi, por lo que está hablando de un 10%. Es posible que el sistema de control de vuelo tampoco haya podido manejar eso.
Sí, la separación rápida usando la secuencia de separación manual ET en el mismo panel C3 no era un escenario sobrevivible. El transbordador colgaría del accesorio de popa y sería destruido por las fuerzas aerodinámicas. Sin embargo, una separación manual SRB proporciona una alternativa interesante. Su es una razón por la que esta secuencia y su resultado probable es relevante. En 51L, los SRB se separaron sin que se desencadenara la secuencia de separación y sufrieron pocos daños. La pregunta realmente se centra en la probabilidad de que la pila sobreviva a una separación manual a los 70 segundos.
Sí, pero el 51-L el ET ya estaba destruido. No es una muy buena analogía para separar a un ET intacto.
No para entrar en el debate de la sala de chat, pero es por eso que elegí el momento de 70 segundos. El ET todavía estaba intacto. Si se hubiera activado una separación manual en ese momento en 51L, ¿habrían podido los SRB despejar la pila? ET sep no era una opción de aborto viable, pero ¿era posible la sep rápida SRB?
No quiero participar en un debate de sala de chat. Simplemente estaba buscando una estimación informada de la probabilidad de éxito de una separación temprana de SRB.
Sin ser demasiado sarcástico, "no me importa para qué fue diseñado nada, me importa lo que puede hacer". Es posible que los SRB no hayan sido diseñados para separarse y la NASA convenció a la Comisión Rogers de que la única opción viable era la separación rápida ET, pero aún me pregunto qué habría sucedido si el botón MAN SEP se hubiera presionado en el punto de 70 segundos. en el vuelo Al menos un ingeniero dentro de la NASA en 1985 estimó que el vehículo tenía un 75% de posibilidades de supervivencia. ¿La posibilidad es más cercana a cero como lo implica la respuesta dada o en algún punto intermedio?
@ChallengerTruth "No me importa para qué fue diseñado nada, me importa lo que puede hacer". Supongo que te refieres a la cita de la película Apolo 13. Recuerda que Apolo 13, la misión real, es decir, no la película, llevó el hardware mucho más allá de casi todos los límites de diseño. En mi opinión, es un testimonio del ingenio de todos los involucrados que la tripulación sobrevivió. Nadie simuló nada como la pérdida de todo el oxígeno, la pérdida de toda la generación de energía eléctrica, la pérdida de SPS, etc., a mitad de la costa, lo que sucedió el 13, porque no tiene sentido simular una muerte virtualmente segura.
Creo que, en mi opinión, es una función del hecho de que el programa Apollo nunca se declaró operativo y, por lo tanto, cada vuelo se consideró un gran riesgo y se preparó para el desastre. STS se declaró operativo y se consideró una operación "espacial". Esto significaba que no tenía el estímulo o la motivación para investigar los pequeños detalles, como por qué las articulaciones SRB sufrían "reventones". Las pruebas críticas de "árbitro" MSFC/MTI en la articulación se propusieron en marzo de 1985 y no se hecho hasta marzo de 1986. ¿Por qué hacer pruebas de desarrollo sobre un sistema "operativo"?
No tengo referencias listas, pero incluso disparar con éxito el sistema de separación no permitiría que los SRB se separaran limpiamente si todavía estuvieran produciendo un empuje significativo. El punto de conexión delantero era una rótula con un perno pirotécnico en el interior. El empuje del SRB por sí solo sería suficiente para mantener esa articulación enganchada. Disparar los pernos pirotécnicos cortaría el accesorio de popa, lo que permitiría que los SRB giraran libremente alrededor del punto de conexión delantero, momento en el que tendrías casi exactamente lo que sucedió con el SRB derecho durante el accidente del Challenger.

La secuencia de separación de SRB está diseñada para usarse después de que el empuje descienda lo suficiente como para que los SRB se queden atrás del orbitador. Los cohetes de separación empujan la nariz del SRB hacia afuera. Si separaste el SRB mientras estaba en pleno empuje, expondrías el orbitador y el ET al escape del SRB. Con cientos de toneladas de empuje, eso es mucha fuerza.

Los puntos de unión de popa consisten en 3 cilindros con "pistones", todos articulados en un plano perpendicular al vector de empuje. A pleno empuje, los pistones quedarían encajados en los cilindros con una gran fuerza. Esta fuerza puede ser suficiente para evitar la separación.

No he encontrado un estudio de la NASA sobre la separación temprana. Los modos de cancelación estándar tienen los SRB conectados al vehículo hasta que se queman.

Si ocurría un evento que requería una cancelación después del encendido de la SRB, no era posible iniciar la cancelación hasta después del agotamiento y separación de la SRB, unos dos minutos después del lanzamiento.

¿La incapacidad de deshacerse de los SRB antes del agotamiento le parece a alguien más una decisión de diseño tonta?
Pregúntese qué sucede cuando desecha los SRB mientras funcionan a plena potencia.
Lo que no habría sido un problema si los SRB fueran controlables de forma independiente, lo que les permitiría guiarlos de manera segura lejos del orbitador y ET.
Los SRB tienen mucho más empuje que la pila restante, por lo que si los suelta, acelerarán por delante de la pila y expondrán al ET al efecto total del escape SRB. Un RCS con suficiente potencia para evitar eso tendría que ser muy potente, lo que lo hace prohibitivamente pesado. Estimación aproximada: necesita tanta aceleración hacia los lados como hacia adelante, por lo que necesitaría 600 toneladas de empuje durante ~ 10 segundos.
Esa segunda referencia es un buen hallazgo.
¿Podrían los SRB haberse separado con éxito a los 70 segundos de vuelo?
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