Взрыв Falcon 9 на мысе Канаверал: как сгорает мечта Маска о дешевом космосе

2 Сентября 2016

1 сентября во время предстартовой подготовки и проверки двигателей ракета-носитель Falcon 9 взорвалась на стартовом столе космодрома на мысе Канаверал, США. В результате инцидента ракета была полностью уничтожена, оказался поврежден сам стартовый стол, и, кроме того, вместе с ракетой был потерян израильский спутник связи Amos 6 стоимостью 200 миллионов долларов.

Владелец компании Space X Илон Маск заявил прессе, что наиболее вероятной причиной катастрофы стал «взрыв кислородного бака ракеты», однако точную причину взрыва еще предстоит установить.

Что же произошло в действительности на мысе Канаверал? И чем это грозит для будущего компании Space X?
Что загорелось на старте «Сокола»?

Ставшее доступным в хорошем разрешении видео взрыва и пожара на стартовом столе компании Space X, которое показывает развитие катастрофы, пока что задает больше вопросов о ходе аварии, нежели дает ответов о ее причинах:

На этом видео четко видно, что взрыв и пожар начинаются в районе кислородного бака второй ступени ракеты Falcon 9, однако в этом уже есть загадка: сам по себе жидкий кислород не является ни пожароопасным, ни взрывоопасным и не может служить первопричиной взрыва и пожара. Кроме того, в отличие от самовоспламеняющихся компонентов ракетного топлива, которые загораются от их прямого соединения (такие компоненты, например, используются в российских МБР и в ракета «Протон»), в случае американского «Сокола-9» (именно так переводится название Falcon 9) используется пара жидкий керосин–жидкий кислород.

Такое топливо использует внешнее принудительное зажигание, что позволяет предположить, что пока еще неустановленным образом горючее Falcon 9 (керосин) смешалось с окислителем (жидким кислородом) да еще и было подожжено неким внешним фактором. Например, искрой от неправильно или некачественно выполненной электрической проводки или же достаточно нагретым элементом конструкции самой ракеты, который мог бы испарить керосин и кислород и обеспечить поджигание взрывоопасной смеси горючего и окислителя.

Конечно, все это пока лишь догадки и логические построения — но и, одновременно, наиболее вероятный сценарий произошедшего. Просто иначе невозможно обеспечить тот сценарий взрывного развития катастрофы, когда в течение двух-трех секунд пожар распространяется по всей ракете, разрушая ее до самого основания.

При этом все уже озвученные официальные объяснения произошедшего грешат одним и тем же изъяном: все они сделаны в попытке скорее спасти репутацию Space X, нежели исходя из задач не предвзятого анализа причин катастрофы.

Так, уже в первые сутки после катастрофы Space X было озвучено, что «скорее всего, причиной аварии стала неисправность стартового стола». Безусловно, доля правды в этом есть: одной из «фишек» компании была именно тотальная экономия на всех системах стартового комплекса: Маск даже хвастался тем, что Space X пускает свои ракеты с минимумом наземных служб и систем, что и позволяет удерживать стоимость запуска гораздо ниже пусков NASA и даже соперничать в цене с российским «Роскосмосом».

Конечно, обвинения в адрес стартового стола, хоть и признают порочность подхода к тотальному упрощению, позволяет Маску и его компании формально отвести «подозрение» от самой ракеты. Однако они не отвечают на основной вопрос: каким образом на стартовой позиции возникла столь значительная масса смеси керосина и кислорода и почему пожар настолько быстро распространился на всю длину Falcon 9?

Гонка за массой: опасные температуры

Еще более нежелательное объяснение вчерашней катастрофы Falcon 9 лежит в иной плоскости. Все дело в том, что погибшая вчера ракета принадлежала к новой серии ракет Маска — так называемой Falcon 9 Full Thrust.

Эта модификация «Сокола» пришла на смену первым моделям данного семейства ракет. Кроме массы технических новшеств Маск и его инженерная команда применили в новой ракете еще одно достаточно опасное нововведение: в нее стали заливать переохлажденные компоненты основного топлива.

Поскольку при охлаждении все жидкости (в том числе жидкие кислород и керосин) сжимаются, такой фокус с переохлажденным топливом позволил Маску без какого-либо изменения топливных баков впихнуть в них гораздо больше горючего и окислителя. Вместо 506 тонн топлива в «Соколе» версии 1.1 в новую версию 1.2 (тот самый Falcon 9 Full Thrust) смогли залить целых 549 тонн.

Однако, как это всегда бывает, «бесплатный сыр бывает только в мышеловке»: жидкий кислород пришлось охлаждать не до с − 183°C, а до − 207°C, а керосин охлаждали не до 21°C, а до − 7°C. Это, конечно же, должно было усилить требования по всем конструкционным материалам ракеты — от металла топливных баков до различных пластмассовых или резиновых частей в трубопроводной и запорной арматуре, как и находящихся рядом с холодом вспомогательных систем. Все эти компоненты ракеты должны были обеспечивать повышенную криостойкость, которая позволила бы им перенести дополнительные температурные нагрузки от холодного топлива.

В том случае если причиной аварии и в самом деле стало переохлажденное топливо Falcon 9 — это может очень больно ударить по планам Space X, так как на новую, повышенную грузоподъемность модели Full Thrust, которая и взорвалась на старте 1 сентября 2016 года, опирались многие производители спутников. Кроме того, Space X использовал дополнительные возможности новой ракеты для многих «фирменных фишек» Илона Маска, в том числе — для широко разрекламированного возврата первой, многоразовой ступени.

Однако если расследование причин катастрофы установит, например, что первопричиной взрыва и пожара было криоразрушение кислородного бака или трубопровода (а такой сценарий вполне может обеспечить наблюдавшееся развитие аварии), — это будет громадной репутационной и коммерческой потерей всего Space X.

Как показывает покадровый анализ видео взрыва, весь переходной процесс от спокойной заправки ракеты вплоть до первой вспышки пламени занимает не более 0,033 секунды, что свидетельствует именно о катастрофическом разрушении конструкции ракеты. В силу этого перед Space X и в самом деле стоит непростой вопрос — как объяснить такого рода мгновенную скорость распространения взрыва и пожара во время катастрофы.

Под ударом весь Space X

Уже сейчас понятно, что все запуски Space X 2016 года надо будет отменять и переносить на более поздние сроки. Ведь до установления причин аварии, произошедшей 1 сентября, невозможно убедить владельцев спутников подтвердить контрактные обязательства по предоставлению своих аппаратов в распоряжение Space X. Кроме того, разрушение ракеты до момента официального старта ставит еще одну непростую задачку перед страховщиками: формально спутник Amos 6 был утрачен до момента старта, в силу чего на него будет распространяться только «земная» страховка, которая часто не предусматривает рисков полной утраты имущества, в отличие от «космических» страховых случаев, которые в своей страховой премии сразу же закладывают и сценарий полного уничтожения страхуемого имущества.

Кроме того, под удар попадает и вся пилотируемая программа Илона Маска — его космический корабль Dragon использует в качестве ракеты-носителя именно Falcon 9, в силу чего такая катастрофа на стартовом столе отбрасывает программу пилотируемых полетов Space X далеко назад. Даже если команда Маска найдет и устранит причину аварии, «Соколу» предстоит заново наработать положительную статистику пусков, до тех пор пока ракету вновь не допустят до пилотируемых пусков.

Ну и, наконец, надо понимать, что указанные догадки о роли упрощенного стартового стола или же «гонки за температурой», которые вполне могли быть причиной аварии, выбивают из рук Маска основной его козырь в деле обеспечения коммерческого успеха Space X — дешевизну его пусков. Если и в самом деле погоня за «дешевым космосом» сыграла с Маском злую шутку, ему придется или принудительно снабжать свои ракеты и пусковые площадки массой дополнительных систем безопасности и контроля, одновременно усиливая конструкцию своей упрощенной ракеты, — либо же навсегда уйти из индустрии космических запусков.

Потому что катастрофы, да еще с такой степенью неопределенности, в космической отрасли не любит никто.

Алексей Анпилогов...
Источник: http://riafan.ru/551326-vzryv- ... smose