Przejdź do treści

NASA przeanalizowała debiut rakiety SLS

img

Od pierwszego startu rakiety SLS w misji Artemis I minęły już ponad dwa miesiąca. NASA dokonała wraz z wykonawcami rakiety pierwszej analizy jej działania. System spisał się na piątkę z plusem!

 


W skrócie:

  • NASA wykonała pierwsze analizy pracy rakiety SLS w swoim pierwszym locie.
  • Nowa superciężka rakieta NASA wystartowała w listopadzie, wynosząc statek Orion w pierwszą misję księżycową programu Artemis.
  • Wszystkie elementy rakiety SLS spisały się bardzo dobrze i nie są potrzebne żadne duże zmiany w ich projekcie.
  • Niektóre elementy rakiety SLS są na ostatnim etapie przygotowań do pierwszej załogowej misji Artemis II.

 

Trwają dokładne analizy tego jak spisała się w swoim debiutanckim locie rakieta SLS. Również kapsuła statku Orion, która wróciła z księżycowej podróży jest teraz poddawana dokładnym inspekcjom. Pierwsze wnioski z występu potężnego systemu nośnego NASA już są. Wszystkie komponenty zestawu rakietowego wypadły bardzo dobrze.


Rakiety boczne SRB na paliwo stałe

Pięciosegmentowe rakiety Solid Rocket Booster (SRB) to najpotężniejsze rakiety na paliwo stałe jakie kiedykolwiek rozpędzały rakietę. W misji Artemis I odpowiadały za 75% początkowego ciągu całego zestawu. Białe rakiety możemy kojarzyć z misji wahadłowców kosmicznych. Mniejsza czterosegmentowa wersja tych rakiet była właśnie wykorzystywana w lotach promów STS. Kolejną różnicą w stosunku do poprzedniczek jest fakt, że rakiety SRB w systemie SLS nie są wyposażone w spadochrony pozwalające je odzyskać. To jeszcze bardziej zwiększa ich osiągi.

srb
Schemat rakiet bocznych SRB na paliwo stałe. Źródło: NASA.

Jak rakiety SRB poradziły sobie w locie Artemis I? Według Marka Tobiasa, zastępcy kierownika programu rakiet bocznych rakiety SLS, rakiety te spisały się “ekstremalnie dobrze” w swoim pierwszym locie. W wywiadzie udzielonym dla portalu NASASpaceflight Mark podkreślił, że wstępne dane wskazują na symetryczne wypalanie się obu rakiet, a także zgodne z teoretycznymi oczekiwaniami impulsy właściwe (miara efektywności) w obu rakietach.

Inżynierowie mają nadzieję na uzyskanie jeszcze większej ilości danych do analiz z kamer szybkich na wieży startowej oraz kamer HD na samej rakiecie. Nocny start może negatywnie wpłynąć na jakość tych danych, ale mimo wszystko powinny one stanowić cenną informację na poczet kolejnych misji. Chyba najważniejszym wnioskiem ze wstępnych analiz jest to, że nie będzie potrzeby wykonywania żadnych modyfikacji do misji załogowej Artemis II. To oznacza, że już wyprodukowane segmenty rakiet SRB do tego lotu będą mogły bez przeszkód zostać przetransportowane w tym roku na kosmodrom na Florydę.

Głośnym tematem podczas przygotowań do lotu Artemis I był termin certyfikacji złożonych rakiet SRB. NASA musiała czekać z pionowym ułożeniem segmentów SRB, bo od momentu ich integracji upływał licznik ich przydatności do użycia. Przydatność ta początkowo została określona na czas 1 roku. Tyle inżynierowie dawali gwarancji na bezpieczne wykorzystanie rakiet. Paliwo stałe w tego typu rakietach często może pozostawać bezpieczne do użycia dekadami. W przypadku jednak rakiet SRB mamy do czynienia z wieloma segmentami złożonymi razem i tu obciążenia grawitacyjne na niektóre elementy mogły powodować z czasem niepożądane przemieszczenia. W toku analiz certyfikację sukcesywnie przedłużano i pewnie już od misji Artemis II będzie ona dłuższa.


Główny Człon

Największym elementem rakiety SLS jest Główny Człon. To pierwszy stopień rakietowy odpalany razem z bocznymi rakietami na samym starcie. Główny Człon stanowi kręgosłup całej rakiety, utrzymuje ciężar znajdujących się na nim: górnego stopnia ICPS i statku Orion. Stopień rozpędza zestaw czterech silników RS-25D na mieszankę ciekłego wodoru i ciekłego tlenu. To dokładnie te same silniki, które stanowiły główny napęd wahadłowców kosmicznych. W przypadku misji Artemis I jak i trzech kolejnych misji programu mamy do czynienia z silnikami używanymi, które latały już w kosmosie na wahadłowcach. Najbardziej doświadczony silnik lotu Artemis I wykonał 12 misji kosmicznych.

sls
Schemat Głównego Członu. Źródło: NASA.

Podobnie jak w przypadku rakiet SRB w ocenie zastępcy dyrektora programu silników RS-25 rakiety SLS wydajność Głównego Członu była “perfekcyjna”. Inżynierowie przeanalizowali telemetrię przesłaną podczas lotu rakietowego SLS. Zostały sprawdzone takie wskaźniki wydajności jak ciśnienia, temperatury czy przepływy w różnych miejscach silników, wibracje i inne parametry techniczne. Zespół odpowiedzialny za te silniki ma dosyć komfortową sytuację. Przez 30 lat programu wahadłowców silniki RS-25 wracały wraz z promem po każdym locie. Inżynierowie dysponują więc potężną bazą wiedzy wiążącą numeryczne dane z rzeczywistym stanem silników, który był analizowany po każdym powrocie wahadłowca.

Pozytywne wyniki analiz dobrze prognozują dla przyszłych misji. Zamontowane już zostały silniki w sekcji silnikowej Głównego Członu dla drugiego egzemplarza rakiety SLS, który wyniesie astronautów w stronę Księżyca w misji Artemis II.


Górny stopień ICPS

Podobnie jak Główny Człon i rakiety boczne SRB również górny stopień ICPS spisał się w locie Artemis I znakomicie. ICPS to zmodyfikowany człon DCSS używany w rodzinie rakiet Delta IV. Został dostosowany do specyficznego profilu misji księżycowej. Dwie główne różnice to: późne po starcie odpalenie tego członu i jego bardzo długie działanie.

icps
Stopień ICPS dostarczony do misji Artemis II. Źródło: NASA.

Silnik RL10B-2 na stopniu ICPS wykonał dwa manewry. Najpierw wprowadzający rakietę ze statkiem Orion na wstępną niską orbitę okołoziemską, potem wysyłający Oriona na trajektorię doksiężycową. Manewr TLI, który rozpędził statek w kierunku Księżyca trwał rekordowe 18 minut.

Gary Wentz - wiceprezydent United Launch Alliance, producenta stopnia ICPS - stwierdził w wywiadzie dla NASASpaceflight, że wydajność górnego członu była perfekcyjna. Wentz stwierdził, że jedyne modyfikacje będą dotyczyły niewielkich zmian w procesowaniu stopnia, jego połączeniu i interakcji z mobilną wieżą startową. Nic jednak wyjątkowego, a jedynie naturalne działania wynikające z przygotowaniem stopnia w ramach nowego systemu rakietowego.

ICPS był rekordzistą jeżeli chodzi o gotowość do lotu Artemis I. Na pozostałe komponenty rakiety SLS czekał kilka lat. W przypadku Artemis II jest podobnie. ULA dostarczyła człon na teren kosmodromu Kennedy Space Center już w połowie 2021 r. W tym roku przeprowadzone zostaną testy funkcjonalne systemów stopnia i zostanie on przekazany agencji NASA.


Podsumowanie

Rakieta SLS spisała się bardzo dobrze w swoim debiucie. To pozytywna informacja, bo każde odstępstwo od normy któregokolwiek z elementów systemu mogłoby jeszcze bardziej opóźnić i tak dosyć wolne tempo rozwoju rakiety i budowy kolejnych egzemplarzy do następnych misji.

W 2023 roku powinniśmy obserwować jak kolejne elementy drugiego egzemplarza rakiety SLS zmierzają na Florydę. Na tej rakiecie SLS polecą po raz pierwszy ludzie. W misji Artemis II w 2024 r. czworo astronautów ma dokonać oblotu Księżyca w statku Orion.

 

 

Na podstawie: NASA/NSF

Opracował: Rafał Grabiański

 

Na zdjęciu tytułowym: Rakieta SLS startująca w misji Artemis I. Źródło: NASA.

 

Reklama