Jakým problémům čelí loď Crew Dragon? Čekají nás další odklady?

Společnosti SpaceX a Boeing získaly v roce 2014 kontrakty NASA na vývoj pilotovaných lodí Crew Dragon a Starliner pro potřeby přepravy astronautů na Mezinárodní vesmírnou stanici. Program od té doby hodně pokročil, ale potýká se s neustálými odklady. Původní termín první demonstrační mise byl postupně odložen z konce roku 2016 na druhou polovinu 2018. Zástupci obou firem, NASA a dalších orgánů se nyní zúčastnili slyšení s americkými poslanci, kde čelili náročným otázkám ohledně odkladů, bezpečnosti a také kritice kvůli dřívějším nehodám. Z odpovědí a souvisejících materiálů jsme se dozvěděli nové informace ohledně následků nehody Amos-6, odhadovaných termínů finální certifikace, Blocku 5 a obav o bezpečnost posádky během nástupu do lodi.

SpaceX na slyšení zastupoval Hans Koenigsmann, který má ve firmě na starost spolehlivost letů. Čelil především kritice a obavám o bezpečnost posádky na základě nehod CRS-7 a Amos-6. Koenigsmann reagoval, že kdyby na těchto dvou misích byla přítomna posádka, únikový systém Crew Dragonu by v obou případech astronauty zachránil. Řeč přišla také na selhání mise Zuma a nehodu při testování motoru Merlin v texaském McGregoru.

Dragon při testu únikového systému v květnu 2015. (Zdroj: SpaceX)

Co se týče Zumy, Koenigsmann zopakoval, že Falcon 9 během této mise udělal vše, co měl, ale žádné nové informace neposkytl. Zástupce NASA dodal, že o okolnostech selhání Zumy nic neví, ale kdyby se ukázalo, že šlo o selhání ze strany SpaceX, agentura by byla informována a zapojila by se do vyšetřování. U nehody s motorem Merlin pak Koenigsmann vše uvedl na pravou míru, když vysvětlil, že se nejednalo o výbuch motoru při testování, nýbrž o požár na zkušebním stavu způsobený pochybením během testovacím procesu. Motor však v té době ani neběžel, takže rozhodně nešlo o selhání motoru. Z toho důvodu incident také neměl žádný dopad na budoucí lety.

Testovací stav pro dva motory Merlin (Foto: SpaceX)

Dopady nehody Amos-6, při které Falcon 9 vybuchl na rampě během příprav na statický zážeh, byly významnější. Vyšetřování SpaceX tehdy došlo k závěru, že na vině bylo prohnutí heliové nádrže v horním stupni, nahromadění pevného kyslíku v mezeře mezi nádrží a obalem z uhlíkového kompozitu a následné vznícení způsobené zvýšením tlaku v důsledku tepelného rozpínání nádrže. SpaceX následně provedlo rozsáhlé testování nádrží, při kterém se firmě podařilo replikovat tyto podmínky. Z toho důvodu se SpaceX vrátilo k pomalejšímu procesu tankování, během kterého k tomuto problému nedochází. Souběžně firma začalo pracovat na vylepšené variantě heliových nádrží, která by měla problému zcela zabránit, a to i při rychlejším tankování, které bylo použito u mise Amos-6. Tento vylepšený heliový systém bude součástí Blocku 5, což je nová varianta Falconu 9, která byla navržena pro přepravu astronautů a také snazší znovupoužitelnost. Tato varianta také řeší problém praskajících lopatek turbočerpadel v motorech Merlin, který NASA považovala za nepřípustný.

Výbuch Amos-6 během příprav na rutinní statický zážeh (Zdroj: US Launch Report)

Během slyšení jsme se dozvěděli, že NASA provedla vlastní vyšetřování nehody Amos-6, ale výsledná zpráva zatím není veřejně k dispozici. Zároveň vyplula na povrch informace o tom, že NASA si u SpaceX objednala stavbu testovacího stavu pro analýzu problematiky pevného kyslíku a také vývoj alternativní varianty heliových nádrží z Inconelu (slitina niklu a chromu). To vše pro případ, že by výše zmíněné vylepšené nádrže vyvinuté SpaceX v rámci Blocku 5 nakonec nesplnily očekávání a neprošly certifikací.

Komise ASAP, která v NASA dohlíží na dodržování bezpečnosti u jednotlivých projektů, však varuje, že vzhledem ke zvýšené hmotnosti těchto nádrží z Inconelu by nejspíš byly potřeba rozsáhlejší změny na raketě, což by pravděpodobně způsobilo další odklady. Navíc pokud by byl tento speciální typ nádrží používán jen na misích pro NASA, praktické ověření jejich fungování během ostrých letů by trvalo o dost déle. NASA v současnosti po SpaceX požaduje minimálně 7 misí s Falconem 9 ve variantě Block 5, než na této raketě budou moci letět astronauté. Hlavním důvodem je ověření, že vylepšené heliové nádrže a motory Merlin fungují podle představ. Pro SpaceX by splnění tohoto požadavku nemělo být problém, neboť demonstrační mise Crew Dragonu s posádkou neproběhne dříve než na konci roku, zatímco k premiéře Blocku 5 by mohlo dojít už na jaře.

Dalším nedořešeným bodem je bezpečí posádky během nástupu do Crew Dragonu. SpaceX tvrdí, že v jejich případě je nejbezpečnější metodou nástup posádky do lodi, když je raketa prázdná. Obslužný personál by se následně odebral do bezpečné vzdálenosti a teprve poté by začalo tankování pohonných hmot do rakety. Tato metoda se však nezamlouvá všem, neboť proces tankování je obecně považován za rizikovější v porovnání s již natankovanou raketou, která je v podstatě ve stabilním stavu a je u ní jen postupně doplňován unikající kyslík. Proto u ostatních raket posádka vždy nastupovala až poté, co proběhlo tankování.

Astronauté Bob Behnken a Eric Boe uvnitř nástupního ramene SpaceX (Foto: SpaceX)

Jenže SpaceX používá vysoce podchlazené pohonné hmoty, kvůli kterým není možné provést natankování a následně několik hodin čekat na nástup posádky. Došlo by totiž k ohřátí a souvisejícímu rozpínání pohonných hmot, takže ve výsledku by v nádržích zůstalo nižší než optimální množství těchto látek. Navíc není jasné, jestli je motor Merlin vůbec schopný správně fungovat s “teplejším” palivem a okysličovadlem. SpaceX tedy chce provádět tankování až po nástupu posádky a argumentuje tím, že je to tak bezpečnější, neboť obslužný personál díky tomu není nikdy v ohrožení a i kdyby došlo k nehodě typu Amos-6, posádku by zachránil únikový systém. Bill Gersteinmaier, který na slyšení zastupoval agenturu NASA, se vyjádřil ve smyslu, že o způsobu nástupu posádky ještě nebylo v případě SpaceX rozhodnuto a že agentura provádí vlastní analýzu rizik, aby zjistila, jaká metoda nástupu je nejbezpečnější.

Několik různých poslanců dále vyjádřilo obavy ohledně toho, zda neustálé odklady nepovedou k uspěchání programu na úkor bezpečnosti. Zástupkyně ASAP řekla, že dosud nic nenaznačuje tomu, že by NASA prioritizovala časový plán na úkor bezpečnosti. Zároveň dodala, že toto je kritické období pro celý program a je potřeba odolat tlaku, který vytvářejí opakované odklady a oddalující se termín dokončení programu.

Kosmická loď Crew Dragon (Zdroj: SpaceX)

Loď CST-100 Starliner společnosti Boeing (Zdroj: Boeing)

Řeč přišla také na konkrétní čísla LOC (Loss of Crew – ztráta posádky) a LOM (Loss of Mission – selhání mise), kterých se SpaceX a Boeing snaží při vývoji svých lodí dosáhnout na základě požadavku NASA. Momentálně je cílem alespoň 1:270 pro LOC – tedy taková úroveň bezpečnosti, při které dojde ke ztrátě posádky v průměru u 1 z 270 misí. Pro srovnání, raketoplány měly ve výsledku jedno selhání u každé 68. mise. Zajímavostí je, že NASA původně zvažovala cílovou hodnotu 1:1000, ale to se ukázalo jako nerealisitické. Jeden z největších problémů v tomto ohledu představuje riziko poškození lodi mikrometeoroidy během jejího několikatýdenního pobytu na ISS. V případě LOM, tedy situace, kdy není úspěšně splněna mise, ale zároveň nedojde ke ztrátě posádky, je cílovou hodnotou 1:55. Zpráva ASAP však odhaduje, že těchto hodnot ani jedna z firem nedosáhne a ve výsledku tedy bude NASA muset z těchto požadavků slevit.

Skafandr pro posádku s Crew Dragonem v pozadí (Foto: SpaceX)

V důsledku výše zmíněných a dalších nedořešených bodů agentura GAO (Government Accountability Office) odhaduje, že dojde k dalším odkladům. Ve své zprávě agentura uvádí jako příklad, že druhá fáze analýzy rizik měla být hotová začátkem roku 2016, ale v říjnu 2017 stále nebyla dokončena. Boeing měl v té době hotových 90 % zpráv o rizicích, zatímco SpaceX jen 70 %. Certifikace Crew Dragonu tedy podle zprávy neproběhne dříve než v prosinci 2019 a v případě Starlineru společnosti Boeing dokonce až v únoru 2020. Certifikací je myšleno finální schválení ze strany NASA po provedení obou demonstračních misí a splnění všech podmínek. Bez této certifikace nemůžou začít pravidelné lety s astronauty.

To by v případě dalších odkladů mohlo způsobit problémy pro NASA, která má poslední místa na Sojuzu pro své astronauty objednána na podzim 2019. Podle Gerstenmaiera z NASA však není možné v případě potřeby dalších míst včas vyrobit další Sojuz. Není tedy jasné, jak by NASA řešila situaci, když by na jaře 2020 potřebovala vynést další astronauty a neměla by jak. Agentura však prý přemýšlí nad možnými alternativami. Koenigsmann za SpaceX prohlásil, že si je jistý, že Crew Dragon bude připraven ještě předtím, než tato situace nastane.

Mimochodem, během slyšení bylo upřesněno, že jednotlivé lodě Starliner společnosti Boeing budou moci být použity až desetkrát, zatímco v případě Crew Dragonu bude NASA požadovat nový kus pro každou misi. Starliner bude totiž přistávat pomocí airbagů na pevnině, zato Crew Dragon bude nakonec přistávat v oceánu, nikoli motoricky na pevnině. Zástupce NASA však dodal, že agentura může situaci časem přehodnotit (podobně jako u zásobovacích misí CRS, kde nakonec svolila k používání repasovaných Dragonů).

Každopádně důležité je, že přípravy pokračují a SpaceX v současnosti provádí spoustu testů a kvalifikačních zkoušek (padáky, skafandry, systém podpory života) a má hned několik kusů Crew Dragonu v různých stádiích výroby. Vše trvá déle, než se původně plánovalo, ale tak to už v tomto oboru bývá, na což na slyšení s poslanci poukazovala také zástupkyně GAO.

Aktuální harmonogram demonstračních misí SpaceX je následovný:

  • Demonstrační mise DM-1 (bez posádky) – srpen 2018
  • Test únikového systému Crew Dragonu za letu – říjen 2018 (odhad)
  • Demonstrační mise DM-2 (s posádkou) – prosinec 2018

Záznam celého slyšení:




Mohlo by se vám líbit...

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