Jak a proč selhalo přistání centrálního stupně Falconu Heavy

Start Falconu Heavy máme úspěšně za sebou a mnozí z nás se z té velkoleposti budou ještě dlouho vzpamatovávat. Pokud jste však sledovali pouze živý přenos, jistě vás zajímá, jak dopadlo přistání centrálního stupně na mořské plošině Of Course I Still Love You. Během přenosu došlo těsně před přistáním ke ztrátě signálu a moderátoři se k osudu stupně dál nevyjádřili. Mlčení však značilo, že přistání se nejspíše nepovedlo. To nakonec potvrdil sám Elon Musk na postartovní tiskové konferenci.

Start prvního Falconu Heavy (Foto: SpaceX)

Šéf SpaceX na konferenci vysvětlil, že dvěma krajním motorům centrálního stupně došla samozápalná směs (triethylhliník-triethylboran, neboli TEA-TEB), takže je nebylo možné před přistáním znovu zažehnout. Stupeň následně dopadl do vody rychlostí 480 km/h zhruba 100 metrů od OCISLY, přičemž poškodil či úplně zničil dva motory, které robotická plošina používá pro udržování pozice. Na palubu plošiny navíc dopadly trosky rakety.

Některé články na jiných webech mylně uváděly, že důvodem selhání byl nedostatek paliva. To však není pravda – paliva i okysličovadla byl dostatek, ale ze zatím neznámého důvodu raketě nevystačila zásoba směsi TEA-TEB. To je tzv. samozápalná látka, což znamená, že se dokáže sama vzplanout při kontaktu se vzduchem. V praxi vznícení způsobí kapalný kyslík pouštěný do motorů. Směs se používá pro zapálení motorů Merlin při startu a také později při dalších zážezích, které jsou potřeba pro provedení měkkého přistání. Pokud jste si někdy při sledování startu všimli zelených záblesků při zážehu motorů, tak vězte, že to je projev hoření směsi TEA-TEB.

Detail motoru plošiny OCISLY (Foto: Marek Cyzio)

Každý motor Merlin disponuje vlastním zásobníkem této kapaliny, ale jelikož pouze 3 z 9 motorů je potřeba zažehnout více než jednou (prostřední a dva krajní), tyto motory mají k dispozici samozápalné směsi více. Z nějakého důvodu však měly dva krajní motory této látky nedostatek, a tak nebylo možné provést finální zážeh před přistáním. Předchozí zážehy krajních motorů (startovní, zpětný a vstupní) však proběhly bez problémů. Podle Elona Muska se při přistání zažehl jen prostřední motor, i když si nebyl úplně jistý, jak přesně to vlastně bylo.

Raketa těsně před přistáním provádí zážehovou sekvenci označovanou “1-3-1”. Znamená to, že se nejdříve zažehne prostřední motor, po chvíli se zažehnou také dva postranní, které po krátké době opět zhasnou, a samotné dosednutí rakety už proběhne jen s pomocí prostředního motoru. Tato sekvence je dobře vidět na záběrech z přistání bočního stupně Falconu Heavy:

via GIPHY

Celý manévr je přesně načasovaný a trvá jen pár vteřin. Když tedy selhalo zažehnutí dvou motorů, jeden motor neměl šanci raketu včas ubrzdit, a ta v rychlosti dopadla na hladinu oceánu.

Spekulací ohledně příčiny nedostatku směsi je několik, ale lze jen těžko soudit, jestli je některá z nich ta správná.

  • Nejjednodušším vysvětlením by bylo, že se ve SpaceX přepočítali a pracovníci do postranních motorů nedopatřením dali menší zásobu směsi než měli. Například proto, že nepočítali se zpětným zážehem, který se u některých misí neprovádí kvůli šetření paliva. Osobně mi však tato teorie přijde málo pravděpodobná, protože by se jednalo o vskutku školáckou chybu, která mi ke SpaceX moc nesedí.
  • Další teorií je, že došlo k odpaření určité části této látky v důsledku delšího pobytu centrálního stupně mimo atmosféru, než je obvyklé. U misí s Falconem 9 se totiž spodní stupeň odpojuje zhruba ve stejnou dobu jako boční stupně u Falconu Heavy. Centrální stupeň však letěl dále a výše, takže se v tomto ohledu jednalo o neobvyklou situaci. Netuším však, jestli k takovému odpaření či jinému úniku směsi vůbec může reálně dojít.
  • V úvahu také připadá varianta, že selhalo zažehnutí pouze jednoho motoru, ale jelikož pak tah nebyl symetrický, druhý postranní motor se po chvíli automaticky vypnul. Tahle teorie se mi nepozdává, protože si myslím, že řídící software Falconů je dostatečně pokročilý na to, aby se s nesouměrným tahem dokázal vypořádat za běhu pomocí adekvátní úpravy tahu na jednotlivých motorech. Podobně umí Falcon vykompenzovat výpadek jednoho či více motorů během normálního letu. Je však možné, že i kdyby nastala situace s dvěma zažehnutými motory, nemuselo by to stačit na včasné ubrzdění stupně ani při maximálním možném tahu.

Ať už to bylo jakkoli, Elon Musk v tomto nezdaru našel hned několik pozitiv. Zaprvé, pokud prý nehoda nezničila kamery na OCISLY, mělo by být k dispozici parádní video, které by se podle něj mohlo hodit do dalšího sestřihu nepovedených přistání a jiných selhání.

Druhým pozitivem podle něj je, že SpaceX stejně neplánovalo žádný ze zachráněných stupňů použít znovu, takže se nejedná o velkou ztrátu. Ovšem, společnost by jistě radši centrální stupeň zachránila, aby jej mohla analyzovat a podívat se, jak dobře se stupeň vypořádal s náporem, který na něj vyvíjely boční stupně. Prozatím však bude inženýrům muset stačit bohatá telemetrie a vědomí, že Falcon Heavy v pořádku přečkal svůj testovací let, takže není nějak zásadně špatně navržen.

Elon si pak na konci konference vzpomněl na ještě jedno pozitivum nepovedeného přistání, když přišla řeč na nová titanová roštová kormidla:

[Titanová kormidla] jsou super. Fungují fakt dobře a jsem s nimi velice spokojený. Popravdě jsem rád, že se nám povedlo zachránit oba boční stupně. Ty totiž mají titanová kormidla, zatímco centrální stupeň je neměl. Takže kdybych si musel vybrat, které stupně chci zachránit, vybral bych si ty boční. Centrální stupeň bych nechal vybouchnout. [smích] Ta proklatá kormidla jsou totiž strašně drahá na výrobu. Jsou skvělá, ale výroba je pomalá. Takže je potřebujeme zpátky. Ta kormidla byla tou nejdůležitější věcí, kterou jsme potřebovali zachránit.

Detail nových roštových kormidel, která umožňují snazší znovupoužitelnost Falconu (Foto: SpaceX)

Zkrátka a dobře, SpaceX sice nezdařené přistání jistě mrzí – přeci jen jde o první nezdar od června 2016 a přerušení dlouhé šnůry úspěšných přistání –, ale nejedná se o nic, co by mělo dopad na budoucí starty. Stejně jako u dřívějších neúspěšných přistání společnost na základě dat zjistí, kde se stala chyba, a podnikne patřičné kroky, aby k podobnému selhání v budoucnu už nedošlo. Na další pokus o přistání si sice nejspíš počkáme nezvykle dlouho, ale pevně věřím, že si SpaceX příště připíše další úspěch.

(Z tiskové konference jsme se dozvěděli řadu dalších zajímavých informací, na které se můžete těšit v následujících dnech.)




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest
41 Komentáře
nejstarší
nejnovější nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře