NASA jest bliska podjęcia decyzji, co zrobić z uszkodzonym statkiem kosmicznym Starliner Boeinga

Astronauci, którzy w zeszłym miesiącu polecieli statkiem kosmicznym Starliner Boeinga na Międzynarodową Stację Kosmiczną, nadal nie wiedzą, kiedy wrócą na Ziemię.

Astronauci Butch Wilmore i Sonny Williams przebywali w kosmosie przez 51 dni, o sześć tygodni dłużej niż pierwotnie planowano, jako inżynierowie na Ziemi, mający rozwiązać problemy z układem napędowym Starlinera.

Problemy są dwojakie. Silniki napędowe sterujące reakcją statku kosmicznego przegrzały się, a niektóre z nich przestały działać, gdy statek kosmiczny zbliżył się do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej 6 czerwca. Osobną, choć być może powiązaną kwestią jest wyciek helu z układu napędowego pojazdu.

Menedżerowie NASA i Boeinga oświadczyli w czwartek, że nadal planują zabrać Willmore’a i Williamsa do domu na pokładzie statku kosmicznego Starliner. W ciągu ostatnich kilku tygodni zespoły naziemne przeprowadziły testy silników strumieniowych na stanowisku testowym w White Sands w Nowym Meksyku. W najbliższy weekend Boeing i NASA planują wynieść silniki statku kosmicznego na orbitę, aby sprawdzić ich działanie podczas dokowania do stacji kosmicznej.

„Myślę, że zaczynamy zbliżać się do ostatnich ustaleń dotyczących lotu, które pozwolą nam bezpiecznie wrócić do domu, i na tym się obecnie skupiamy” – powiedział Stitch.

Problemy doprowadziły do ​​spekulacji, że NASA może zdecydować o powrocie Wilmore’a i Williamsa na Ziemię statkiem kosmicznym SpaceX Crew Dragon. Na stacji zadokowany jest obecnie jeden pojazd Crew Dragon, a start kolejnego z nową załogą zaplanowano na przyszły miesiąc. Steve Stich, dyrektor programu Commercial Crew Programu NASA, powiedział, że agencja rozważała plany awaryjne polegające na sprowadzeniu załogi Starlinera do domu na pokładzie kapsuły SpaceX, ale główny nacisk pozostaje na powrót astronautów do domu na pokładzie Starlinera.

„Naszym głównym wyborem jest ukończenie misji. Istnieje wiele dobrych powodów, aby ukończyć tę misję i sprowadzić Butcha i Sonny’ego do domu na pokładzie Starlinera. Starliner został zaprojektowany jako statek kosmiczny z załogą w kokpicie” – powiedział Stitch.

Sonda Starliner wystartowała 5 czerwca ze stacji kosmicznej Cape Canaveral na Florydzie. Willmauer i Williams są pierwszymi astronautami, którzy polecieli w przestrzeń kosmiczną na pokładzie komercyjnej kapsuły załogowej Boeinga, a ten lot testowy ma na celu utorowanie drogi przyszłym lotom operacyjnym, w których czteroosobowe załogi będą się przemieszczać do i z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Gdy NASA w pełni certyfikuje pojazd Starliner do misji operacyjnych, agencja będzie dysponować dwoma statkami kosmicznymi przystosowanymi do przewozu ludzi na stację. Pojazd Crew Dragon firmy SpaceX przewozi astronautów od 2020 roku.

Testy, testy i jeszcze raz testy

NASA przedłużyła czas lotu testowego Starlinera w celu przeprowadzenia testów i analizy danych w celu uzyskania pewności co do zdolności statku kosmicznego do bezpiecznego sprowadzenia załogi do domu i lepszego zrozumienia pierwotnych przyczyn przegrzania silników i wycieków helu. Problemy te występują w module serwisowym Starlinera, który podczas ponownego wejścia na pokład zostaje wyrzucony w celu spalenia w atmosferze, podczas gdy moduł załogi wielokrotnego użytku, w którym znajdują się astronauci, ląduje na spadochronach na poduszce powietrznej.

Najważniejszym z tych testów była seria testów rakiety Starliner na ziemi. Rakieta ta została wzięta z grupy urządzeń, które mają zostać wystrzelone w ramach przyszłej misji Starlink, a inżynierowie poddali ją testowi wytrzymałościowemu, strzelając kilka razy, aby odtworzyć sekwencję impulsów, którą zobaczy w locie. Test symulował dwie sekwencje przelotu do stacji kosmicznej oraz pięć sekwencji, które rakieta wykonała podczas separacji i spalenia z orbity, aby powrócić na Ziemię.

„Ten ster strumieniowy wykazywał wiele pulsacji, prawdopodobnie więcej, niż moglibyśmy się spodziewać podczas lotu, i był bardziej agresywny, jeśli chodzi o dwa wzloty i pięć upadków” – powiedział Stitch. „To, co zaobserwowaliśmy w sterze strumieniowym, to ten sam rodzaj degradacji ciągu, który obserwujemy na orbicie. W wielu silnikach sterujących (na pokładzie Starlinera) obserwujemy znaczną redukcję ciągu”.

Komputery pokładowe Starliner wyłączyły w zeszłym miesiącu pięć z 28 silników odrzutowych Systemu Kontroli Reakcji Aerojet Rocketdyne podczas jego spotkania z Międzynarodową Stacją Kosmiczną. Cztery z pięciu silników odzyskano po przegrzaniu i utracie napędu, ale urzędnicy uznali, że jeden z silników nie nadawał się do użytku.

Silniki ciągu testowane na Ziemi wykazały podobne zachowanie. Inspekcje silników strumieniowych w White Sands wykazały wybrzuszenie teflonowej uszczelki w zaworze utleniacza, które mogło ograniczać przepływ paliwa zawierającego czterotlenek azotu. Silniki strumieniowe, każdy generujący około 85 funtów ciągu, zużywają utleniacz czterotlenku azotu (NTO) i mieszają go z paliwem hydrazynowym w celu spalania.

Zawór grzybkowy, podobny do zaworu pompującego w oponie, otwiera się i zamyka, umożliwiając przepływ czterotlenku azotu do wirnika.

„Ta rękawica ma teflonową uszczelkę na końcu. Ze względu na nagrzewanie się i naturalną próżnię powstającą podczas uruchamiania steru strumieniowego, rękawica lekko się zdeformowała i wybrzuszyła” – powiedział Nappi.

Inżynierowie oceniają integralność teflonowej uszczelki, aby ustalić, czy może ona pozostać nienaruszona podczas procesu separacji i deorbitacji statku kosmicznego Starliner, powiedział Stitch. Gdy Starliner jest podłączony do stacji kosmicznej, nie są potrzebne żadne silniki odrzutowe.

„Czy ta foka przetrwa resztę podróży? To jest najważniejsza część” – powiedział Stitch.