NASA’nın Artemis’i Roket Tasarımı Üzerindeki Yakıt Tartışmasını Geciktiriyor

Cape Canaveral, Fla. içinde ve çevresinde, her şey Artemis’tir. “Git Artemis!” yazan renkli, elle boyanmış pankartlar. vitrinleri süslüyor. Büyük geçici sokak tabelaları, fırlatma günü trafik uyarılarını taşır. Astronotlar, NASA yetkilileri ve havacılık endüstrisi yöneticileri, NASA’nın amiral gemisi insanlı uzay araştırma programı hakkında gevezeliklerle dolu barlara sıkışıyor.

“Gidiyoruz” NASA, uzay ajansının fırlatma girişiminden önceki günlerde ilan etti. Artemis ben görev, adı verilen bir megaroketin ilk testi Uzay Fırlatma Sistemi (SLS) ve mürettebat dereceli bir uzay aracı avcı. Adını Yunan tanrısı Apollon’un kız kardeşinden alan Artemis, NASA’nın ay ışığıdır – ajansın insanları ay yüzeyine geri döndürme ve belki de sonunda onları Mars’a gönderme planı.

Ama önce, SLS’nin bu gezegenden çıkması gerekiyor. Ve NASA’nın 29 Ağustos ve 3 Eylül tarihlerinde ajansın Kennedy Uzay Merkezi’nde (KSC) yapılması planlanan ilk iki fırlatma girişimi başarısız oldu. Bir sonraki deneme, başarılı bir tanklama testi ve fırlatma izni bekleyen 2 Ekim olası bir yedekleme tarihi ile geçici olarak 27 Eylül’de planlandı.

“Fırlatma panelinde gördüğümüz şey, aslında yeni fırlatma sistemleri ilk kez faaliyete geçtiğinde oldukça tipiktir,” diyor. Daniel DumbacherNASA’dayken SLS’nin ilk gelişimini denetleyen ve şu anda Amerikan Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü’nün yönetici direktörü olarak görev yapan . “Bu konuda hiç endişelenmiyorum. Bu bir gecikme, evet, ancak olayların büyük resminde, bu ülkenin Apollo’dan sonra vazgeçtiği fırlatma kabiliyetini yeniden kuruyoruz.”

Şimdi, ajans yetkilileri roketle ilgili sorunları gidermeye devam ederken, söylem biraz değişti: Artemis I’in bir test uçuşu olduğunu ve bu açıdan riskli olduğunu hızlı bir şekilde yineliyorlar. Roket, tasarımı uzay mekiği çağı teknolojisine dayalı olsa bile, sonuçta yeni bir makine. Ve üstteki uzay aracı da yeni. Her şey yolunda giderse, SLS, mürettebatsız Orion kapsülünü ayın etrafında bir döngü yolculuğuna fırlatacak – eve dönüş uzay aracı Dünya atmosferine ateşli bir yüksek hızlı yeniden girişten kurtulmaya çalışırken, Orion’un cesaretinin çok önemli bir testinin başlangıcı.

Bahisler yüksek. Birlikte, çift bütçeyi aştı ve vergi mükelleflerinin dolarından 43 milyar dolar yemiş olan fırlatma rampasına yıllar geçti. Ve bazılarına göre, NASA’nın bu roketi fırlatma sıkıntısı beklenmedik değil – ama farklı bir nedenden dolayı.

“Pek şaşırmadım” diyor Lori Garver, NASA’nın eski yönetici yardımcısı ve Artemis donanımının iyi bilinen bir eleştirmeni. “Şaşırtıcı olmamasının nedenlerinden biri, on yıldan fazla bir süre önce aldıkları kararların onları gerçekten çalışabilirliğe odaklanmayan bu tasarıma kilitlemesidir.”

SLS ve Orion, birden fazla eski havacılık şirketi tarafından inşa edilen parçalarla birbirine örülmüş bir Frankenmachine’dir – NASA’dan gelen herhangi bir görev odaklı talebin değil, daha çok o zamanki senatör Bill Nelson (şimdi NASA’nın yöneticisi) gibi etkili kongre üyelerinin siyasi baskısının bir sonucudur. bölgelerine veya eyaletlerine akan nakit. Sonuç, şaka yollu “Senato Fırlatma Sistemi” olarak adlandırılan ve Orion ile eşleştirildiğinde, fırlatma başına yaklaşık 4 milyar dolarlık neredeyse akıl almaz bir tahmini maliyet taşıyan eski teknolojiye dayanan hantal bir mekanizmadır. SLS, Orion ve ikincil yüklerin yanı sıra fırlatma rampasından çıksa bile, son derece pahalı düzeneğin geri kalanı kurtarılmayacak. Bunun yerine ya okyanusa atılacak ya da uzayda sürüklenmeye bırakılacak.

Bu, yeniden kullanılabilir roketlere öncelik veren ve şimdiye kadar beş roket fırlatan SpaceX gibi şirketlerin aksine. NASA’nın 16 Ağustos’ta SLS’yi piste yuvarlamasından bu yana Cape Canaveral’dan roketler. Şu anda faaliyette olan en büyük yeniden kullanılabilir SpaceX roketi olan Falcon Heavy, şimdiden üç kez uzaya uçtu; Spesifik görev profiline ve son yörünge varış noktasına bağlı olarak, en uygun koşullar altında Falcon Heavy, her fırlatma fiyatı yaklaşık 100 milyon dolar olan SLS’nin yaklaşık üçte ikisi kadar yük kaldırabilir.

Garver, “Bu roketler konusunda uzmanlığı olan şirketler işi sürdürmek istediler, bu da politika yapıcıları bu şekilde tasarlamaya ikna etmek anlamına geliyordu – herkes mekikteki bu sistemlerle ilgili tüm bu sorunları yaşadığımızı bilse de” diyor. “Bir şekilde geçmiş programların çetin, pahalı kısımlarını alıp farklı şekilde bir araya getirmenin kolay ve uygun maliyetli olacağını düşündüler.”

İlk Ay Atışı

29 Ağustos’ta 08:33 ET için planlanan ilk fırlatma girişiminden önceki akşam, Florida’daki KSC’yi ve çevresindeki bölgeyi kapsayan “Uzay Kıyısı”, on binlerce meraklı gezgin ve yüzlerce stresli insanla doluydu. uzay gazetecileri Tüm gözler, KSC’nin Fırlatma Kompleksi 39’daki projektörlerde parıldayan 322 fit uzunluğunda beyaz ve hardal rengi bir heykel olarak üst üste istiflenmiş SLS ve Orion’daydı ve burada roketi beslemek için çok saatli süreç yakında başlayacaktı. Ertesi günkü lansman için umutlar yüksekti, ancak gece ilerledikçe, her öğleden sonra Florida’nın aşırı sulanan çimenlerini ıslatan yağmur fırtınaları kadar güvenilir bir şekilde sorunlar da ortaya çıktı.

Önce bir hava gecikmesi geldi. Gece yarısı civarında, pedin yakınında bir yıldırım çarpması olasılığı, ekibin roketi doldurmaya başlaması için çok yüksekti. Yaklaşık bir saat sonra fırtınalar menzil dışına çıktı ve tanklama operasyonları başladı. SLS’nin gazla doldurulması, ana aşama tankına yaklaşık 190.000 galon kriyojenik sıvı oksijen ve 538.000 galon süper soğutulmuş sıvı hidrojen pompalamak anlamına gelir. Bu hassas bir operasyon çünkü kriyojenik itici gazlar herkesin bildiği üzere kurnaz ve patlayıcıdır.

Tabii ki, ekipler kısa süre sonra roketin tabanında bir hidrojen sızıntısı tespit ettiler – ıslak elbise provası sırasında karşılaştıkları aynı tür sorun ve uzay mekiği fırlatmalarını sıklıkla geciktiren aynı tür sorun: 30 yıldan fazla bir süredir NASA’nın uzay mekikleri genellikle hidrojen sızıntıları nedeniyle, fırlatma başına ortalama bir kez temizlendi.

Evrendeki en küçük ve en hafif atom olan hidrojen, mükemmel bir itici gazdır, ancak aynı zamanda bir kaçış ustasıdır. “Bu sinsi küçük bir molekül; şeylerden çıkış yolları bulabilir, ”diyor Dumbacher. “Onunla ilgili zorluk şudur: Yeterli konsantrasyonda, yanmasını istemediğiniz yerlerde yanıcı olabilir.”

Ekip, sızıntıyı itti ve tıkadı. Tankçılık devam etti. Ardından, SLS çekirdek aşamasını yalıtan köpükte bir çatlak belirdi, ancak ekip üyeleri bunun bir sorun olmadığına karar verdi ve devam etti. Kısa bir süre sonra sensörler, roketin dört motorundan birinin, motorları aşırı soğutulmuş sıvı hidrojenin soğuk şokuna hazırlayan “soğutma” olarak bilinen bir prosedür sırasında uygun sıcaklığa soğutmadığını gösterdiğinde bu kadar şövalye olamazlardı. Normalde ekipler, dört motoru patlamadan önce koşullandırmak için sistem üzerinden -423 derecelik Fahrenheit yakıtın küçük bir miktarını akıttı, ancak üç numaralı motor yanıt vermiyor gibi görünüyordu.

Gösterici buydu. Lansman direktörü Charlie Blackwell-Thompson, büyük geri sayım saati T eksi 40 dakikada duraklatılarak ET 8:40 civarında bir çalılık ilan etti.

Birkaç gün sonra NASA yetkilileri, dinlenme prosedürünün muhtemelen gayet iyi gittiğini açıkladı. Ekip, soğutma sıvılarının düzgün bir şekilde aktığını önermek için yeterli veriye sahipti ve mühendisler, anormal derecede yüksek bir sıcaklık bildiren sensörün muhtemelen hatalı olduğuna karar verdi. Düzeltmeden ikinci bir girişimde bulunacaklardı. “Planın bir parçası… sensörü görmezden gelmek mi?” CNN muhabiri Kristin Fisher 1 Eylül’deki brifing sırasında sordu. SLS baş mühendisi John Blevins, “Evet,” diye yanıtladı.

“Enstrümantasyon problemlerini görmek alışılmadık bir durum değil; halkın görmeye alışık olmadığı şeylerden sadece biri,” diyor Dumbacher.

İkinci Moonshot

Yetkililer, bir sonraki fırlatma girişimini 3 Eylül için, iki saatlik bir fırlatma penceresinin ET 14:17’de açılmasıyla planladılar. İşçi Bayramı yaklaşırken, tatil hafta sonu daha da büyük kalabalıklar çekecekti – bu sefer 400.000 kadar insan.

Yine, sorunlar hızla üst üste yığıldı. Tanklama operasyonları zamanında başladı, ancak yetkililer -patlayın!- hemen hemen başka bir hidrojen sızıntısı keşfettiler. Doldurma hatlarını ısıtarak ve helyumla basınç uygulayarak düzeltmeye çalıştılar, ancak sızıntı çok büyüktü. Üç kez sonra tamir edilemez olduğunu kanıtladı ve saat 11.00’e kadar ekip zaman çizelgesinin çok gerisindeydi. Hidrojen deposu yalnızca yüzde 11 doluyken, Blackwell-Thompson tekrar bir ovma çağırdı.

Artemis misyon yöneticisi Mike Sarafin, 3 Eylül’de lansman sonrası bir brifing sırasında “Sızıntıyı her gördüğümüzde, yanıcılık sınırlarımızı hemen aşan büyük bir sızıntıydı” dedi.

Ancak, aynı brifing sırasında Sarafin gazetecilere verdiği demeçte, büyük hidrojen sızıntısının, elle girilen bir komutun “hidrojen transfer hattında istemeden aşırı basınç oluşturmasına” neden olduğu ve basınçları olması gerekenden iki veya üç kat daha fazla artırdığı aynı kavşakta meydana geldiğini söyledi. olmuştur. Sonuç olarak, aşırı basıncın o kavşaktaki contaya zarar vermiş olabileceğini söyledi.

Sarafin, “Gereken yaklaşık bir düzine komut dizisi vardı ve sadece yanlış valfe komut verildi” dedi. “Bu manuel bir diziydi ve bu özel diziyi otomatikleştirmemiş olmamız, istemeden aşırı basınca sahip olmamızın bir nedeni olabilirdi.”

Yayınlanma zamanı itibariyle, NASA yetkilileri henüz bu hatayı fırlatmayı sonlandıran hidrojen sızıntısı ile kesin olarak ilişkilendirmedi. Hâlâ, sonunda çalılığın kök nedenini gösterecek bir “hata ağacı analizi” yapıyorlar.

Dumbacher, “Gerçekten meydana gelebilecek tüm olası senaryoları düşünüyorlar ve daha sonra hangi hatanın meydana gelme olasılığının en yüksek olduğunu belirlemek için sahip oldukları veri ve bilgileri çok sistematik bir şekilde kullanıyorlar” diyor. “Her şeyi doğru yapıyorlar.”

Ancak Garver, hatalı komut sızıntıya neden olmasa bile bunun iyi bir haber olmadığını söylüyor. “Bu noktada – bu, sızıntıya yol açsa da açmasa da – bu bir kırmızı bayrak” diyor. “Oyunun bu aşamasında bir hatta aşırı basınç uygulamak için hatalı komutlar göndermiyorsunuz. Bu bir süreç; bu bir prosedür. Belki de otomatikleştirilmiş olması gerektiğini söylediler – bunlar 43 milyar dolarlık bir yığın üzerinde ‘Oh, evet, belki de bunu yapmalıydık’ türünden sorular değil.

Üçüncü Kez Cazibe mi?

NASA yetkilileri, şimdi fırlatma rampasına birkaç mühür taktıklarını, ancak 23 Eylül’den 27 Eylül’e kadar üçüncü bir fırlatma girişimini ertelediklerini söylediler.

Bu zamanlama hala iki önemli şeye bağlı: birincisi, şu anda 21 Eylül’de yapılması planlanan başarılı bir onarım ve tanklama testi ve ikincisi, tüm roket fırlatmalarına izin veren bir Uzay Kuvvetleri birimi olan Space Launch Delta 45’ten feragat. Doğu Aralığı. SLS, yalnızca 6 Eylül’e kadar fırlatılmak üzere onaylandı. Yerleşik kendi kendini imha sistemine güç sağlayan pillerin (temelde roketi rotadan saparsa ve nüfuslu bir alanı tehdit ederse onu yok etmek için tasarlanmış bir bomba) yeniden şarj edilmesi gerekecek, bu yalnızca KSC’nin yakındaki 526 fit yüksekliğindeki Araç Montaj Binası (VAB).

Eylül ayının sonunda fırlatma, sorumluluğu kamu güvenliği olan Space Launch Delta 45’in şarj gereksiniminden feragat etmesini gerektirecek. Bu mümkün değilse, NASA’nın VAB’ye geri dönmesi ve gerekli şarj kabiliyetine sahip olmayan minimalist bir fırlatma rampası tasarlamayı seçmenin bir sonucu olarak Ekim ortası bir pencereyi denemesi gerekecek.

Dumbacher, “Verilen ve bütçe tarafından kısıtlanan bazı erken kararların gerçekte kendilerini bugün nasıl gösterdiğine dair bir takdir olduğunu düşünmüyorum” diyor. Özellikle, azaltılmış lansmana ve kriyoyakıt seçimine işaret ediyor.

“Bu konuşmayı duydum, yeni teknoloji kullanmıyorsun. İnsanlara fizik yasalarının değişmediğini de hatırlatacağım,” diyor Dumbacher. Sıvı oksijen ve sıvı hidrojen sistemi, “Misyon hedeflerimizi karşılamak için kullanabileceğimiz Doğa Ana’nın sağladığı şeydir. Büyük sistemleri, büyük kütleleri ve büyük hacimleri yörüngeye oturtmak ve aya ve sonunda Mars’a gitmek için gereken enerjiye sahiptir.”

NASA’nın en son insan-uzay uçuşu sıkıntıları uygun bir zamanda geliyor: 12 Eylül, Başkan John F. Kennedy’nin ünlü bir şekilde ilan ettiği konuşmanın 60. yıldönümüydü: “Bu on yılda aya gitmeyi ve başka şeyleri yapmayı seçiyoruz. Kolay oldukları için, ama zor oldukları için.”

Bununla birlikte, altmış yıl sonra, Dünya’nın en saygın uzay ajansı için, yörüngeye ulaşmanın belki de en zor kısmı, onu yerde tutan – yerçekiminden ziyade politik – kuvvetlerin üstesinden gelmektir.