Причина падения CRS-7

Прослушал вчера пресс-конференцию Элона Маска, посвящённую причинам недавней аварии ракеты Falcon-9, выполнявшей миссию CRS-7 (доставка груза на МКС). Которая, как я ранее писал, взорвалась через три минуты после старта, на высоте сорок километров.

Предварительные результаты расследования таковы. Внутри второй ступени есть баллон с жидким кислородом, служащим окислителем для реактивного двигателя. Внутри этого баллона есть баллоны поменьше — с гелием. По мере работы двигателя и расходования кислорода, гелий замещает кислород, заполняя собой освобождающееся место и сохраняя таким образом исходное давление в баке. Это нужно делать сразу по нескольким причинам. Во-первых, если этого не делать, то при снижении давления жидкий кислород может закипеть. Во-вторых, достаточное давление необходимо для того, чтобы кислород что-то толкало в двигатель. В третьих, если освобождающееся место ничем не заполнять, то жидкий кислород начнёт "плескаться" внутри бака, перекатываясь от стенки к стенке и вообще двигаясь хаотически, дестабилизируя тем самым ракету. Понятно, что всё это неприемлемо и может привести к аварии. В частности, насколько я помню из чтения книги про Элона Маска, именно из-за отсутствия механизма поддержания давления в баке с кислородом, закончился неудачей самый первый испытательный запуск Falcon.

Так вот. Авария случилась следующим образом. Крепление бака с гелием, держащее его внутри бака с кислородом, сломалось, и бак с гелием отвалился. Поскольку плотность бака с гелием меньше чем плотность жидкого кислорода, бак с гелием немедленно всплыл. И при высплытии ударился о верхнюю стенку бака с кислородом и разгерметизировался. Гелий вырвался наружу, давление в баке с кислородом стремительно поднялось, и он взорвался. Всё описанное в этом абзаце произошло за время, меньшее секунды (чуть больше 800 миллисекунд).

Меня очень впечатлил способ, которым выяснили исходную причину аварии. Оказывается, в ракете повсюду установлены акустические датчики. Я так понимаю, они нужны для определения нагрузки на разные части ракеты при взлёте (а может, для чего-то другого, но это не столь важно). Так вот, на данных с этих датчиков слышен щелчок, когда что-то сломалось. А поскольку датчиков много, то методом триангуляции удалось довольно точно выяснить место, где этот щелчок произошёл. Гениально!

Крепления эти (это стальная балка длинной сантиметров сорок, шириной пара сантиметров) SpaceX получает от поставщика. Маск отказался назвать этого поставщика на пресс-конференции. Но он сказал, что крепление это сломалось при нагрузке, в пять раз меньшей той, для которой оно сертифицировано. Поэтому отныне SpaceX будет индивидуально тестировать каждое крепление, не обращая внимание на то, что там написано в сертификате. Предполагают также, что SpaceX теперь сменит поставщика этих штук.

В общем и целом, оказалось, что никакой мистики и никакого саботажа не было, и причина в целом прозаична. Хотя... интересно обратить пристальное внимание на то, почему что-то ломается от нагрузки, в пять раз меньшей указанной в сертификате. В принципе, это может быть и саботажем. Особенно учитывая, что двадцать запусков до этого не было никаких проблем с этими креплениями.