Test księżycowej rakiety NASA opóźni się

Planowane w listopadzie próbne odpalenie głównego stopnia rakiety SLS, która ma zabrać ludzi na Księżyc najprawdopodobniej opóźni się. Powodem huragany i problemy, które wyszły podczas testowania członu.

NASA chce wrócić z ludźmi na powierzchnię Księżyca już w 2024 r. Żeby tego dokonać buduje superciężką rakietę nośną Space Launch System (SLS). Jej pierwszy test, w której wyniesie statek Orion bez załogi w lot wokół Księżyca, ma zostać przeprowadzony już w 2021 r. Zanim to jednak nastąpi, kluczowy komponent tej rakiety, czyli jej Główny Człon (Core Stage) musi przejść pomyślne próbne odpalenie na stanowisku testowym. Trwają właśnie przygotowania do tej próby.

Główny Człon rakiety SLS przechodzi od wiosny 2020 r. kampanię testową Green Run, która ma sprawdzić wspólne działanie wszystkich systemów przed jej pierwszym bezzałogowym lotem pod koniec 2021 r.

Na listopad planowane były ostatnie dwa główne testy. Po raz pierwszy człon ma zostać zatankowany paliwem kriogenicznym (ciekłym tlenem i ciekłym wodorem). Później ma nastąpić ostatni sprawdzian czyli statyczne odpalenie silników. Cztery silniki RS-25 zasilające stopnie zostaną uruchomione i będą pracować nawet przez 8 minut, symulując pracę jaką wykonają następnym razem już podczas faktycznego lotu. Wiele wskazuje na to, że jednak ostatnie testy programu opóźnią się o co najmniej kilka tygodni.

Dotychczasowy przebieg testów

Gdy Główny Człon rakiety SLS przypłynął na barce do ośrodka testowego Stennis Space Center w styczniu 2020 r. NASA planowała, że w optymistycznym przypadku w sierpniu a w realistycznym w październiku, będzie już po testach i stopień popłynie do Kennedy Space Center na integrację z pozostałymi elementami rakiety. Wtedy oficjalnie planowano jeszcze pierwszy start rakiety SLS na początek 2021 r.

Niestety, pandemia koronawirusa i liczne huragany nawiedzające stan Missisipi latem spowodowały kilka miesięcy opóźnień. Sama tylko ciężka pogoda zmuszała zespoły do przerwania prac sześć razy. Teraz na terenie Stennis Space Center trwa inspekcja szkód po przejściu w ostatnich dniach huraganu Zeta.

Rozpiska testów w ramach kampanii Green Run. 6 z 8 etapów zostało już wykonanych. Źródło: NASA.

W ostatniej aktualizacji prac nad SLS informowaliśmy o zakończonym w lipcu 4. etapie testu Green Run. W jego obrębie sprawdzono działanie podsystemów napędowych m.in. szczelność przewodów paliwowych i połączenie stopnia z infrastrukturą naziemną.

W 5. etapie zweryfikowano hydraulikę systemu napędowego. Sprawdzono zawory silników i działanie mechanizmu wektorowania ciągu (Thrust Vector Control). Testy te były wielokrotnie przerywane złymi warunkami pogodowymi w sierpniu i wrześniu.

W pierwszej części testów hydraulicznych korzystano z mocy dostarczanej zewnętrznie przez stanowisko testowe. W drugiej części po raz pierwszy uruchomiono w konfiguracji startowej urządzenia CAPU (Core Auxiliary Power Units) – turbiny dostarczające energii elektrycznej systemowi hydraulicznemu silników. Turbiny do rozruchu wykorzystywały hel, dostarczany przez stanowisko testowe.

Na początku października udało się wykonać 6. etap testów, czyli próbne odliczanie – wszystkie etapy przygotowania stopnia do lotu, także element tankowania i odpalenia silników. Był to ostatni taki test przed rzeczywistą procedurą tankowania, która jest planowana jako kolejny etap.

W trakcie 6. etapu przetestowano też nową wersję oprogramowania dla kontrolera Boeing Stage Controller, który będzie odpowiadał za zarządzanie stopniem i infrastrukturą naziemną podczas testowego tankowania i odliczania do momentu odpalenia silników, kiedy kontrolę nad wszystkimi działaniami przejmie awionika stopnia.

Podczas ostatnich etapów testowych na jaw wyszło kilka problemów. Obecnie są one analizowane przez firmę Boeing i NASA. Pojawił się problem z jednym z zaworów oddzielających linię ciekłego wodoru od jednego z silników. Drugi problem został ujawniony podczas hydraulicznych testów zespołu wektorowania ciągu TVC.

Zdaje się, że wynikłe problemy będą musiały być rozwiązane, a poprawki ponownie przetestowane. Działania te na pewno opóźnią 7. etap (czyli próbne tankowanie) oraz 8. etap testów (test odpalenia silników) poza listopad.

Gotowość pozostałych komponentów misji Artemis I

Większość pozostałych elementów rakiety SLS i załogowego statku Orion jest już na ostatnim etapie przygotowania i znajduje się na terenie Kennedy Space Center na Florydzie.

Statek Orion prawie gotowy

W październiku w budynku Neil Armstrong Operations and Checkout Building ukończono montaż czterech paneli słonecznych w Europejskim Module Serwisowym statku Orion. To już etap ostatnich instalacji dla statku.

W dalszej kolejności statek zostanie przymocowany do adaptera osłony aerodynamicznej. Potem całość zostanie przeniesiona do innego budynku na terenie kosmodromu, gdzieprzymocowana zostanie wieżyczka systemu ratunkowego. Po skończonej integracji rakiety SLS w przyszłym roku tak złożony pojazd trafi do budynku pionowej integracji VAB, w którym zostanie połączony z resztą rakiety.

Zespół Europejskiego Modułu Serwisowego na tle statku Orion z zamontowanymi panelami słonecznymi. Źródło: NASA/Frank Michaux.

Próby z mobilną wieżą startową

Z budynku pionowej integracji VAB w Kennedy Space Center wyjechała mobilna wieżyczka dostosowana do lotów z rakietą SLS. Specjalny gąsiennicowy pojazd Crawler Transporter 2 przeniósł wieżyczkę na stanowisko startowe SLC 39B, z którego w przyszłym roku ma polecieć rakieta SLS.

Inżynierowie chcieli sprawdzić procedury, które zostaną powtórzone podczas próbnego tankowania rakiety SLS w przyszłym roku. Celem wyjazdu wieżyczki było też jej… umycie. Trzeba było wyczyścić na zewnątrz wszystkie sekcje wieży z pozostałości, które zostały podczas jej konstrukcji.

Mobilna wieża rakiety SLS podczas testowego transportu na stanowisko startowe. Źródło: NASA/Ben Smegelsky.

Pozostałe elementy misji Artemis 1

W hangarze Kennedy Space Center już od kilku lat przechowywany jest górny stopień pierwszej wersji rakiety SLS czyli Interim Cryogenic Propulsion Stage. Na kosmodrom dotarł też w tym roku adapter, który łączył będzie obie części rakiety – Główny Człon oraz ICPS.

W czerwcu na Florydę przetransportowano też segmenty rakiet bocznych SRB na paliwo stałe, które będą odpowiadały za 75% ciągu w początkowej razie lotu rakiety SLS. Białe rakiety SRB są znane z misji wahadłowców. Te wykorzystane w rakiecie SLS są nieco zmodyfikowane i zamiast z czterech, składają się z pięciu segmentów paliwowych. Ich wstępny integracja już trwa.

Podsumowanie

Coraz wyraźniej widać, że optymistyczny harmonogram księżycowego programu Artemis będzie coraz trudniej utrzymać. Problemem będą nie tylko finanse, których na razie brakuje (choćby do sfinansowania programu załogowych lądowników). Swój wpływ wywarła też pandemia, która na wiele tygodni przerwała prace testowe. Już w najbliższych dniach powinniśmy dowiedzieć się jak duże opóźnienia wynikną przy teście Głównego Członu SLS.

Opracował: Rafał Grabiański

Na podstawie: NASA/NASASpaceflight/SpaceNews

Więcej informacji:

Na zdjęciu tytułowym: Główny Człon rakiety SLS na stanowisku testowym B-2 w Stennis Space Center. Źródło: NASA.