Katastrofické selhání během mise CRS-7
NASA po více než 2 letech vydala oficiální zprávu ohledně vyšetřování nehody CRS-7 z června 2015, při které došlo k poškození kyslíkové nádrže druhého stupně a následné ztrátě Falconu 9 i lodě Dragon, která mířila na Mezinárodní vesmírnou stanici. V článku o nehodách SpaceX jsem v minulosti incident popsal následovně:
Jednalo se o první velké selhání od dob Falconu 1 a pro SpaceX to byla velká rána. Všechny plánované starty byly pozastaveny a začalo obtížné vyšetřování příčiny nehody. Výsledkem bylo zjištění, že havárii způsobila vadná kovová podpěra, která měla na starost držet na místě nádrž se stlačeným heliem uvnitř kyslíkové nádrže druhého stupně. Podpěra byla výrobcem certifikována na určitou zátěž, avšak v tomto případě selhala při zátěži mnohem nižší. Jednalo se nejspíš o vadný kus. SpaceX v reakci na toto zjištění změnilo dodavatele těchto podpěr.
Společnost nakonec znovu startovala 6 měsíců po nehodě. Zajímavostí je, že loď Dragon selhání rakety přečkala ve zdraví, ale jelikož s takovou nehodou nikdo dopředu nepočítal, software na situaci nebyl připraven a Dragon tedy nemohl rozevřít padáky, aby alespoň zachránil cenný náklad. V reakci na tuto nehodu byl software upraven, aby v budoucnu Dragon padáky mohl v takovéto situaci otevřít.
Výsledek vyšetřování NASA se v podstatě shoduje s vyšetřováním SpaceX. Příčinou nehody bylo poškození kyslíkové nádrže druhého stupně v důsledku uvolněné tlakové nádoby s heliem. SpaceX však jako nejpravděpodobnější příčinu uvolnění nádoby vidí podpěru s výrobní vadou, zatímco NASA připouští i možnost, že podpěra selhala z jiného důvodu (například kvůli špatné montáži). Hlavním rozdílem však je, že NASA celý problém s podpěrou bere jako konstrukční pochybení ze strany SpaceX.
SpaceX totiž použilo běžnou průmyslovou podpěru z nerezové oceli namísto takové, která je speciálně určena pro kosmické využití a kryogenické prostředí. To by samo o sobě ještě nemuselo představovat problém – ve SpaceX běžně používají komerční komponenty a je to jeden z důvodů, proč jsou jejich rakety tak levné. NASA však zjistila, že SpaceX dodávané podpěry nedostatečně otestovalo a neřídilo se doporučením od dodavatele. Podle něj měly být podpěry v dané aplikaci používány pod maximálně čtvrtinovou zátěží, než pro kterou byly certifikovány.
Nicméně když ve SpaceX během vlastního vyšetřování příčin nehody otestovali dodávané podpěry, zjistili, že některé kusy selhaly při nižší zátěži, než pro kterou byly navrženy. Během mise CRS-7 pak podpěra podle SpaceX selhala při pouhé pětinové zátěži, pro kterou byla certifikována. SpaceX tedy viní dodavatele, zatímco NASA vidí problém spíš u Muskovy firmy, která podcenila kontrolu dodávaných podpěr, přestože je tato součástka na kritickém zátěžovém místě.
Detail heliových nádrží uvnitř prvního stupně Falconu 9 (Zdroj: SpaceX)
NASA při vyšetřování navíc zjistila, že změna ve způsobu přenosu telemetrie, kterou SpaceX před nehodou zavedlo, měla za následek zvýšení latence. To vedlo ke ztrátě části drahocenných dat v důsledku síťového bufferování v počítači druhého stupně. Tato chybějící data mohla usnadnit proces vyšetřování.
Ve výsledku tedy NASA poukázala na několik oblastí, kde by se SpaceX mohlo zlepšit, aby k podobné nehodě už nedošlo. Všechny navržené změny byly od té doby implementovány v novějších variantách raket Falcon (nehoda se stala u Falconu 9 v1.1).
Neuralink zaznamenal mechanický problém s implantátem svého prvního uživatele, Nolanda Arbaugha. Blíže neurčený počet implantovaných…
Dnešní přehled novinek o síti Starlink věnujeme využití této satelitní služby na železnici. Patrně vás…
Neuralink na svém blogu zveřejnil příspěvek shrnující dosavadní průběh klinické studie z pohledu prvního uživatele…
Neuralink na svém blogu zveřejnil příspěvek, ve kterém shrnuje aktuality kolem své první klinické studie.…
Veřejnosti byl představen nový skafandr SpaceX určený k výstupům do volného prostoru, který bude poprvé…
Noland Arbaugh, první lidský uživatel neurálního rozhraní Neuralinku, se nedávno na X podělil o své…
Zobrazit komentáře
Teď něco málo z praxe, co se týče certifikace.
Věc se má následovně (rekace na výše uvedené spekulace):
Tlakové nádoby, mostové konstrukce, díly pro letecký průmysl atd. procházejí několika zkouškami (nádoby a konstrukce samotné NDT a na pracovní desky/vzorky a pracovní zkoušky DT). Nedestruktivní zkouškou prochází KAŽDÝ certifikovaný kus. Nedělá se to stylem, že se jako vezme jeden kus a ten když projde, tak je to v podohě i pro ostatní. V případě, že děláte více kusů (materiál samozřejmě stejné jakosti) a máte dodávku více než z jedné tavby, tak DT zkoušky děláte pro každou tavbu zvlášť. To se zanese do protokolu o kvalitě ke každému kusu (každý kus má svůj vlastní s vlastním číslem shodným s ražbou na vzpěře - čili nemůže dojít k záměně omylem). Tedy nemůže být sebemenší pochyb o tom, co vzpěry vydrží a za jakých podmínek. To deklaruje dodavatel a za to také ručí (odběratel nedělá žádné dodatečné testy). Pokud odběratel chce použít vzpěry v provozu neodpovídající certifikaci (tj.např v kryogenním prostředí), tak musí odběratel provést dodatečnou certifikaci tj. v laboratoři provést všechna NDT a DT. Labortoř jej dozkouší a vydá prohlášení, které se zanese do certifikace - tzv. protokol o dozkoušení.
Z tohoto faktu není možné jen tak přehlédnout, zaměnit nebo zapomenout. To co se stalo, byla lajdáckost nejvyššího stupně a hrubé porušení základních pravidel řízení kvality.
Takže za
A) dodavatel odfláknul testování (což je zvláštní, protože obyvkle probíhá za kontroly/asistence třetí stranou pro co největší objektivitu. Jednoho a toho samého pochybení by tedy muselo dopustit hned několik lidí z různých společností).
B) dodavatel testy neprovedl a certifikaci zfixloval (za to je kriminál, takže na to musí být žaludek)
C) certifikace vzpěr se nevztahovala na kryogenní prostředí a odběratel neprovedl dozkoušení.
Díky za velice zajímavý vhled do tajů této problematiky! Jinak jen pro ujasnění – předpokládám správně, že DT je destruktivní testování a NDT nedestruktivní? Aneb jak v minulosti řekl Musk: "Acronyms Seriously Suck (ASS)". :)
Jj, předpoklad je správný.
Kdybych ještě mohl dodat, tak certifikát kvality není kusem papíru. Je to (měla by být) 100% garancí vlastností materiálu/polotovaru pro zákazníka. Díky náročným testům, normám a protokolům kvality je dnešní průmysl takovým jakým je. Dříve se stávalo, že občas spadl most nebo se roztrhl parní buben, protože se důsledně neověřovalo a při výpočtech se vycházelo z odhadu. Od té doby co se začalo normovat a certifikovat, tak k nehodám dochází velmi zřídka. Zejména když nad testováním dohlíží ještě třetí strana (zpravidla renomovaná certifikační společnost), čili inspektor vám nepřivře oči ani náhodou neb nese s váma zodpovědnost. Vzpomínám si, když jsme testovali tanky na vodík. Tlaková zkouška se prováděla na 180% provozního tlaku (kolaps by nastal až při 220%). Každý certifikovaný kus musí z logiky věci vydržet více, než kolik je jeho garance na papíře. Chápu, že v kosmonautice se hraje o každý gram navíc, takže velké předimenzování není žádoucí, ale přesto dát štempl na 101% je extrémní risk. A pokud jsem četl správně, že vzpěry nevydžely ani 80% garance, tak to už mě hlava nebere. Nedivím se, že NASA byla rozladěna.
No já bych k tomu dodal jen to, že to padá i dneska a pokud jde o ty vzpěry, tak spíš bych řekl, že teoreticky byly předimenzované, protože si myslím, že SpaceX si lehce spočítalo, že je levnější tam dát předimenzované levnější než extrémně drahé jen o málo lehčí.
Padá i dnes, to máte pravdu, ale je to v důsledku nejrůznějších fatálních pochybení lidí nebo přímo podvodů s materiálem. Pokud uděláte všechno dle norem, výpočty vám sedí a provedete důsledně testování dle předpisů, tak se konstrukce prostě zhroutit nemůže. To je fyzika.
Předimenzované vzpěry být nemohly, to by se pak nezlomily. Podle zprávy NASA SpaceX použili vzpěry, které nebyly certifikované (testované a garantované dodavatelem) na kryogenní prostředí. SpaceX to háže na dodavatele, že ony vzpěry nedokázaly vydržet ani to, na co certifikované byly.
Názorné video výroby COPV: https://www.youtube.com/watch?v=r_CdlAOwj8Y
"Podpěra byla výrobcem certifikována na určitou zátěž, avšak v tomto případě selhala při zátěži mnohem nižší. Jednalo se nejspíš o vadný kus."
Po nehodě jsem četl (zdroj si nepamatuju), že SpaceX otestovala stovky (ne-li tisíce) těchto podpěr, a praskaly při nižší než certifikované zátěži.
Kdyby někoho zajímalo, jak to vypadá v nádrži právě toho druhého stupně: POZOR obrázek má přes 2 MB
V pravém horním rohu je dobře patrná jedna z heliových nádrží (COPV - Composite Overwrapped Pressure Vessel).
A ten kdo uhodne odkud ten obrázek pochází vyhraje malé bezvýznamné plus. :)
Já si to jen sám pro sebe shrnu. Takže, mám součástku, kterou výrobce certifikuje na nějaký výkon a přitom vydává doporučení používat ji maximálně na 25% a součástka selhala při 20% zátěži, fakt zajímavé, pak ale kroutím hlavou, proč tam píše výrobce takové údaje. Ikdyž, pokud by to namáhání nešlo pozvolna, ale ve formě rázu, tak to chápu už víc.
Pravdu mají oba, tedy I NASA. Navíc, když si vzpomenu na slavný let Protonu v roce 2013, tak se fakt nedá vyloučit I špatná montáž. Připomíná mi to očka pro zvedání jeřábem, které je nutno došroubovat až nadoraz. A když to člověk neudělá, koleduje si vyložene časem o malér.
Ač jsem to nečekal, tak tady moc nevidím žádné hnidopišství NASA, ale opravdu poznámky k věci.
Ohledně doporučení výrobce nezatěžovat vzpěru na max. certifikovanou zátěž je v článku napsáno, že vzpěry nejsou certifikované pro použití v kryogením prostředí. Dodavatel doporučil v daných podmínkách (kyslíková nádrž F9) používat vzpěru na max 25%, což ovšem neznamená, že to vzpěra musí vydržet. Výrobce není nikdy zodpovědný za selhání výrobku, který je provozován mimo limity specifikace. Pokud je pravdou, co se v článku píše, pravdu má spíše NASA. SpaceX měla provést vlastní kvalifikaci/certifikaci vzpěry v kryogenním prostředí. Vinit výrobce za to, že přesně neví co vzpěra vydrží v prostředí, kde nikdy nebyla testována, je nespravedlivé.
Chybami se člověk učí a naštěstí se zdá, že selhání mise CRS-7 nemá žádné fatální následky....
Ivo, Zdenku, asi máte pravdu, asi jsem tam mírně přehlédl tu informaci o těch kryogenních teplotách. Tam se ty vlastnosti kovů asi dost výrazně mění, stejně jako u plastů, ve kterých se vyznám lépe. Díky moc.
Tak som to pochopil aj ja - výrobca ju netestoval pre kryogénne prostredie. Otázka znie, či zadanie od SpaceX uvádzalo záťaž v týchto podmienkach, alebo záťaž pri izbových teplotách s tým, že si to sami prerátali a vyžiadali tak, aby im to v chlade vydržalo čo má... následné doporučenia dodávateľa pre 25% záťaž v chlade boli len odhadom, na ktorý sa bez testov nedá spoľahnúť....
Každopádne im to nemám za zlé, všetci sa učíme najlepšie z vlastných chýb a môžme byť radi, že následky neboli tentokrát fatálne.
Já jsem si to vysvětlil poněkud jinak. Výrobce vyrábí vzpěru, která teoreticky má nějaké vlastnosti. Jenže výrobce ji vyrábí v režimu bez kontroly, tzn. vyrobí vzpěru, ale neprovádí nedestrukční kontroly, zda každý kus dosáhne požadované vlastnosti. Z toho důvodu výrobce uvede, že garantuje pouze 25% uvedených vlastností a to třeba u 99.5% kusů. Pokud by někdo měl zájem, může si nechat každý jednotlivý kus otestovat a pak by výrobce mohl garantovat 100% u 99.99% kusů, ale za podstatně vyšší cenu jednotlivého kusu. No a k tomu se připočte prostředí s extrémně nízkou teplotou a je vymalováno.
O výkonu nebyla řeč. Ani nemohla.