Agencja NASA zdecydowała, by powtórzyć test odpalenia silników Głównego Członu rakiety Space Launch System. W styczniu test stopnia zakończył się przedwcześnie. Sprawdzany w teście egzemplarz rakiety ma wynieść statek Orion w lot wokół Księżyca w pierwszej misji programu Artemis.
16 stycznia w ośrodku NASA Stennis Space Center przeprowadzono test odpalenia czterech silników RS-25 zasilających Główny Człon rakiety Space Launch System (SLS). Test ten miał być zwieńczeniem trwającej rok kampanii Green Run sprawdzającej wspólne działanie wszystkich systemów Głównego Członu. Testowany egzemplarz stopnia będzie częścią pierwszej rakiety SLS, która ma być wykorzystana w bezzałogowej misji Artemis 1 – pierwszej misji, w której w kierunku Księżyca poleci statek Orion.
Poprzedni test rakiety tylko częściowo udany
Silniki RS-25 w Głównym Członie miały działać maksymalnie przez około 8 minut, aby zasymulować rzeczywisty czas trwania lotu rakiety w ramach misji Artemis 1. W czasie odpalenia planowano przetestować kontrolowane wychylenia silników i zmniejszenie ciągu. Silniki zostały uruchomione prawidłowo, ale działały tylko przez 67 sekund.
Przed tym kluczowym testem agencja NASA informowała, że choć planowane odpalenie ma trwać nieco ponad 8 minut, to tak na prawdę około 4 minuty wystarczą, by zrealizować cele testu. Tuż po przerwanym teście wydawało się, że te 67 sekund działania silników to będzie za mało i próbę trzeba będzie powtórzyć. Przedstawiciele NASA kazali jednak czekać na ostateczną decyzję i nie wykluczyli, że Człon Główny zostanie wysłany bez powtórki na Florydę
21 stycznia NASA ogłosiła, że po analizie danych test członu zrealizował część z 23 postawionych celów. Udało się pozytywnie zrealizować zadania związane z przygotowaniem stopnia do odpalenia, uruchomieniem silników i część zadań związanych ze wspólnym działaniem czterech silników w stopniu.
Okazało się, że przedwczesne wyłączenie silników było spowodowane przekroczeniem zakresów parametrów konserwatywnie ustalonych na potrzeby testu. Problem pojawił się w systemie wychylenia silników (TVC – Thrust Vector Control). Każdy z silników może być wychylany w dwóch osiach za pomocą pary siłowników. System hydrauliczny jest zasilany przez jednostki napędowe CAPU (Core Stage Power Units).
CAPU w Silniku 2 (RS-25 E2056) przekroczył ustalone zakresy parametrów działania podczas wychylania silnika. Przygotowane procedury testu wywołały automatyczne przerwanie odpalenia. Gdyby takie przekroczenie zakresów nastąpiło podczas lotu rakiety SLS, kontynuowałaby ona swój lot, a wychylanie silników byłoby zasilane z pozostałych działających jednostek CAPU.
Nadmiarowe wychylanie silników przez systemy hydrauliczne było planowane w teście i celowo zakresy wychyleń i ich intensywność była większa niż przy rzeczywistym profilu lotu rakiety. Mimo przerwania odpalenia udało się przy okazji potwierdzić zdolność przejęcia obciążenia napędzania systemu hydraulicznego po wyłączeniu jednej z jednostek CAPU.
Agencja poinformowała, że Główny Człon jest w dobrym stanie i wszystkie cztery silniki funkcjonowały poprawnie. Niepokojąco brzmiący komunikat „Major Component Failure” (awaria głównego komponentu) podczas transmisji z testu okazał się być awarią redundantnego oprzyrządowania w Silniku 4 (RS-25 E2060).
Test zostanie powtórzony
29 stycznia agencja NASA poinformowała, że test odpalenia silników w ramach kampanii Green Run zostanie powtórzony. Agencja wraz z głównym wykonawcą Głównego Członu firmą Boeing przeanalizowała wyniki testu i uznała, że druga próba nie stanowi dużego ryzyka dla żywotności stopnia, a przyniesie dużo korzyści związanych z certyfikacją rakiety.
Po inspekcji stanowiska testowego B-2 i rakiety okazało się, że nie ma potrzeby dużych napraw i inżynierowie mogą przystąpić do regeneracji silników i przygotowania do kolejnego odpalenia. Silniki muszą zostać wysuszone, wszystkie komponenty sprawdzone, a niewielkie uszkodzenia systemów ochrony termicznej naprawione. Zmodyfikowane też zostaną parametry testu, by nie powtórzyła się sytuacja przerwania odpalenia z pierwszej próby.
Naprawiono już elementy elektroniki w Silniku 4, które wywołały Major Component Failure podczas poprzedniego testu.
Drugie odpalenie ma mieć podobny przebieg i docelowo trwać 8 minut. Zespół testowy ustalił jednak, że już 4 minuty działania silników wystarczą, by zrealizować wszystkie cele i dostarczyć danych potrzebnych do certyfikacji całego projektu członu.
Próba jest planowana najwcześniej na ostatni tydzień lutego. Potem stopień będzie musiał przejść kolejne prace remontowe, trwające około miesiąc.
Podsumowanie
Test Green Run to kluczowa weryfikacja projektu rakiety Space Launch System. Od jego powodzenia zależy przyszłość całego programu Artemis. NASA chce już w 2023 roku wysłać ludzi na orbitę wokół Księżyca, a rok później wykonać lądowanie ludzi na jego powierzchni. Statek załogowy Orion, który będzie w tych misjach wykorzystany wynosić ma właśnie rakieta SLS.
Na listopad 2021 r. planowano pierwszy lot rakiety SLS z kapsułą Orion bez załogi na pokładzie. Testowany w Stennis egzemplarz Głównego Członu to ten, który weźmie udział w tej misji. Już przed pierwszą próbą odpalenia w styczniu przedstawiciele NASA informowali, że jest bardzo mały margines czasowy, by misja została zrealizowana w terminie. Miesiąc opóźnienia spowodowany potrzebą powtórki próby każe przypuszczać, że lot przesunie się na 2022 rok.
Opracował: Rafał Grabiański
Na podstawie: NASA
Więcej informacji:
Na zdjęciu: Test Głównego Członu rakiety SLS na stanowisku B-2 w Stennis Space Center. Źródło: NASA TV.
