[Tecnico] Capsula Crew Dragon esplode durante test a terra dei SuperDraco

Esatto, l’esplosione è stata innescata non dal contatto tra N2O4 e MMH ma tra N2O4 e Titanio in un ambiente ad alta pressione.
Una sorta di embolo esplosivo.

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N2O4, è tetrossido. Ci dev’essere stato un aumento di temperatura, probabilmente dovuto alla rottura del corpo valvola, per innescare la reazione. Interessante che l’abbiano ritrovata con segni di combustione all’interno (“burning within the check valve”)

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Il recupero dei super Draco intatti indica Chiaramente la loro esclusione come principale causa dell’ esplosione. Adesso che la causa é stata scoperta non credo che dovremmo aspettare molto prima di sapere le date di Dm-2 e IFA.

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manca la soluzione tecnica per evitare che si ripeta, prima…magari è banale eh

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Questo mi pare chiarisca bene la soluzione tecnica utilizzata per evitare il ripetersi del problema. Invece della valvola che permette al liquido di fluire in una sola direzione vi è stato sostituito un disco che sigilla completamente fino all’apertura dovuta all’alta pressione. In questo modo il rischio verrà mitigato interamente.

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TRADUZIONE di @astro_TommyS

Sabato 20 aprile 2019 alle 18:13 UTC, SpaceX ha condotto una serie di test sul veicolo di prova In-Flight Abort di Crew Dragon su un banco di prova presso lo SpaceX’s Landing Zone 1,Cape Canaveral Air Force in Florida.

Il design di Crew Dragon comprende due distinti sistemi di propulsione: un sistema di propulsione bi-propellente a bassa pressione con sedici propulsori Draco per manovre in orbita e un sistema di propulsione bi-propellente ad alta pressione con otto propulsori SuperDraco da utilizzare solo in caso di lanciare la fuga. Dopo la fortunata missione di dimostrazione del veicolo da verso la Stazione Spaziale Internazionale nel marzo 2019, SpaceX ha eseguito test aggiuntivi sui sistemi di propulsione del veicolo per garantire la funzionalità e rilevare eventuali problemi a livello di sistema prima di un test di Aborto programmato.

I test iniziali sui dodici propulsori Draco sul veicolo sono stati completati con successo, ma l’avvio del test finale di otto propulsori SuperDraco ha comportato la distruzione del veicolo. In conformità con i protocolli di sicurezza prestabiliti, l’area di test era pulita e il team ha monitorato i venti e altri fattori per garantire la salute e la sicurezza pubblica.

In seguito all’anomalia, SpaceX convocò una squadra di investigatori sugli incidenti che comprendeva funzionari della National Aeronautics and Space Administration (NASA) e osservatori della Federal Aviation Administration (FAA) e del National Transportation Safety Board (NTSB), e iniziò il lavoro sistematico su un albero dei guasti completo per determinare la causa probabile. SpaceX ha inoltre lavorato a stretto contatto con l’US Air Force (USAF) per proteggere il sito di test e raccogliere e pulire i detriti come parte dell’indagine. Il sito era operativo prima del lancio di STP-2 da parte di SpaceX Falcon Heavy e l’atterraggio di due booster di prima fase a Landing Zone 1 e 2 il 25 giugno 2019.

Le revisioni dei dati iniziali hanno indicato che l’anomalia si è verificata circa 100 millisecondi prima dell’accensione degli otto propulsori SuperDraco di Crew Dragon e durante la pressurizzazione dei sistemi di propulsione del veicolo. Le prove dimostrano che un componente che perde ha permesso all’ossidante liquido - il tetrossido di azoto (NTO) - di entrare nei tubi di elio ad alta pressione durante la lavorazione a terra. Una Goccia di questo NTO è stata guidata attraverso una valvola di non ritorno ad alta velocità durante la rapida inizializzazione del sistema di lancio, causando un guasto strutturale all’interno della valvola di ritegno. Il guasto del componente in titanio in un ambiente NTO ad alta pressione è stato sufficiente a provocare l’accensione della valvola di ritegno e ha causato un’esplosione.

Per comprendere lo scenario esatto e caratterizzare l’infiammabilità dei componenti interni in titanio della valvola di ritegno e dell’NTO, nonché altri materiali utilizzati all’interno del sistema, il team investigativo sugli incidenti ha eseguito una serie di test presso lo stabilimento di sviluppo missilistico SpaceX a McGregor, in Texas. . I detriti raccolti dal sito di test in Florida, che ha identificato la combustione all’interno della valvola di ritegno, hanno informato i test in Texas. Inoltre, i propulsori SuperDraco recuperati dal sito di test sono rimasti intatti, sottolineando la loro affidabilità.

Vale la pena notare che non era prevista la reazione tra titanio e NTO ad alta pressione. Il titanio è stato usato in sicurezza per molti decenni e su molti veicoli spaziali da tutto il mondo. Anche così, il test antincendio statico e l’anomalia hanno fornito una grande quantità di dati. Le lezioni apprese dal test - e altre nella nostra campagna di test completa - porteranno a ulteriori miglioramenti nella sicurezza e affidabilità dei veicoli di volo di SpaceX.

SpaceX ha già avviato diverse azioni, come l’eliminazione di qualsiasi percorso di flusso all’interno del sistema di lancio del gas propellente liquido per entrare nel sistema di pressurizzazione gassosa. Invece di valvole di ritegno, che in genere consentono al liquido di fluire in una sola direzione, i dischi di scoppio, che sigillano completamente fino all’apertura per alta pressione, attenueranno completamente il rischio. Test approfonditi e analisi di queste mitigazioni sono già iniziati in stretto coordinamento con la NASA e saranno completati con largo anticipo rispetto ai voli futuri.

Con diversi veicoli Crew Dragon in varie fasi di produzione e collaudo, SpaceX ha spostato in avanti gli incarichi dei veicoli spaziali per rimanere in pista per i voli del Programma di equipaggio commerciale. La sonda spaziale Crew Dragon originariamente assegnata alla seconda missione dimostrativa di SpaceX alla Stazione Spaziale Internazionale (Demo-2) effettuerà il test di Abolizione In-Flight della compagnia, e la navicella originariamente assegnata alla prima missione operativa (Crew-1) verrà lanciata come parte di Demo-2.

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:grinning:

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sistemato :rofl:

Questo fatto del tetrossido di azoto che ad alta pressione si accende a contatto con il titanio, credo costringerà ad un bel po’ di brainstorming i progettisti aerospaziali di tutto il globo.

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Assolutamente sì, considerato che questo scenario di anomalia, nel quale il titanio ha reagito con l’idrazina, non era né atteso né previsto.

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Da quello che si legge, SpaceX per il momento ha trovato un modo per mitigare il rischio prossimo a zero (forse per non colpire troppo la schedule), però credo che nel frattempo come tutto il resto del mondo aerospaziale, la ricerca per prevenire questo tipo di fenomeno partirà.
Mi sembra di rivedere Amos-6 dove i punti critici nei serbatoi compositi non erano stati ancora scoperti, e anche in quel caso (nel bene e nel male) SpaceX é stata la prima a subirne le cause.
Vedremo come procederanno gli studi, ( credo che a questo punto Nasa chieda 2 studi pure per la Starliner in caso di problematiche simili) e speriamo di rivedere una Crew Dragon pronta in azione!

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Hans spiega come é stata gestita l’indagine

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Questo significa che si sta esplorando una nuova frontiera tecnologica ancora poco conosciuta.

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Significa che anche materiali ultra-collaudati in condizioni particolari possono riservare sorprese.
Il titanio è un metallo molto reattivo (come quasi tutti i metalli, d’altronde) che però si passiva creando uno strato sottile di ossido che lo protegge da ulteriori attacchi. Poi c’è titanio e titanio - si tratta sempre di leghe, e non si sa che altro ci fosse. Non si sa nemmeno se in quella tubazione, prevista per l’elio, non ci fosse magari qualcos’altro, olii, plastiche, che possano aver funzionato da ignitore in presenza dell’N2O4.
Mi sembra una ricostruzione più che plausibile, ma sicuramente non la fine della storia.

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Dunque questo comunicato mette fine a mesi di speculazioni, voci, ridde di ipotesi e polemiche praticamente in tutto il mondo aerospaziale.

Finalmente sappiamo (definitivamente) che:

  1. la SpaceX ha lavorato, sin dall’inizio, a stretto contatto con NASA, FAA e NSTB e questo dovrebbe mettere fine a tutta una serie di polemiche (strumentali) sull’accaduto.
  2. I SuperDraco non c’entrano nulla tanto che, addirittura, sono stati recuperati intatti (ma questo era facile intuirlo visto che l’esplosione è avvenuta prima dell’accensione dei SuperDraco)
  3. L’ammaraggio, e l’eventuale contatto con l’acqua salata, non sono la causa diretta o meglio non sembrano aver influito sulla condotta del test
  4. La “root cause” sembra legata ad un evento completamente inaspettato ed inatteso, ciononostante l’individuazione della “pistola fumante” è stata (tutto sommato) abbastanza rapida considerando le circostanze.

“Last but not least” a fare test c’è sempre da imparare qualcosa…

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Il punto è proprio questo

Fare i test serve. Un’anomalia del tutto inaspettata ma potenzialmente rischiosa per l’equipaggio è stata rilevata e verrà presumibilmente neutralizzata. Certo sarebbe stato meglio prevedere la problematica in fase di progettazione, ma averla scoperta subendo danni tutto sommato moderati è già positivo.

ottimo, grazie a tutti per i report e le spiegazioni sempre illuminanti.

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Eppure questo tetrossido di azoto è uno degli ossidanti più potenti che ci siano, per cui anche se nell’inchiesta si parla di una reazione inattesa con il titanio secondo me non c’è troppo da stupirsi.

Quando in gioco ci sono condizioni estreme in merito a pressioni o temperature e si invita alla festa anche un potente ossidante è facile che finisca tutto in una bella fiammata…

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Questa è la cosa che mi spaventa di più, perché significa che la stessa cosa avrebbe potuto succedere con la capsula al lancio o addirittura quando era attraccata alla ISS :flushed:

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Al lancio sicuramente, considerando che i SuperDraco sono utilizzati come sistema di salvataggio (oltre che per un eventuale atterraggio propulso, come originariamente previsto).

In orbita e agganciata alla ISS mi pare improbabile, visto che i SuperDraco non sono affatto utilizzati.
Per tutte le altre fasi si utilizzano i Draco, i quali si sono dimostrati più che affidabili. Il problema mi pare di capire riguarda la fase di set-up precedente all’accensione dei SuperDraco.

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Da quanto intuisco io sarebbe potuto succedere con la pressurizzazione del circuito dei super draco, ovvero 0.1s prima della loro (eventuale) accensione.