美国航空航天局(NASA)和波音公司于2021年10月20日发表了今年8月因故障而中断发射的载人宇宙飞船“starliner(星际客船)”的原因调查结果。并说明了今后的展望。
故障的原因是推力阀的腐蚀。波音公司对此实施了对策和改良,目标是2022年前半年发射升空。
星际客船的OFT-2
星际客船是美国大型航空、宇宙制造公司波音正在开发的载人宇宙飞船,其目的是将宇航员运送到国际宇宙空间站(ISS)。
NASA从2006年开始将ISS的物资补给委托给美国私人企业。从2011年开始,还开始了实施了运送宇航员的“商业员工计划(Commercial Crew Program)”,波音和美国太空公司SpaceX参与计划。在NASA提供的资金支持下,波音公司开发了“星际客船”,SpaceX开发了“载人龙”宇宙飞船。
两家公司分别完成NASA规定的条件和试验项目,开发完成后根据NASA的运输服务合同,承担NASA和ISS参加国宇航员的运输任务。
星际客船于2019年12月20日首次进入太空,进行无人轨道飞行试验(OFT-1:Orbital Flight Test-1)。当初计划与ISS会合,进行对接,但是软件和通信发生了多次故障。中途被迫中断任务,在发射约48小时后紧急着陆。
返航后,NASA和波音表示“取得了一定的成果”,但之后决定再次进行无人飞行试验“OFT-2”。经过对OFT-1发生的故障的维修,于今年8月发射。
但是,在发射准备过程中发生了轨道控制·姿态控制(OMAC)推进器阀门固定的故障。虽然星际客船已经搭载在火箭上,但由于无法立即解决问题,发射被迫中止。从火箭上卸下来,进行彻底的原因调查。
根据这次的发表,故障的原因是推力器的氧化剂四氧化二氮(NTO),渗入阀门的聚四氟乙烯的密封胶中并与对面的水发生反应。其结果是,产生了硝酸,腐蚀了阀门,导致阀门在关闭状态下卡死。
据说这个水分是夏天佛罗里达的湿气产生的,不过这样的气候条件在设计阶段就设想过了,而且事前也反复进行了试验,为什么会在发射之前产生呢?
波音公司星际客船项目负责人约翰·沃尔默 (John Vollmer) 表示:“至今为止,我在工厂多次进行检查和试验,但没有出现这样的问题的迹象。在发射台上的紧急逃生试验、单体推进器的燃烧试验、以及OFFT-1任务也没有出现问题的迹象。”。
另外,NTO渗透到“聚四氟乙烯”密封胶的情况也并不少见,据说通常通过将NTO放入航天器的油箱后设置储存来保证运行。但是,星际客船的保管期限是60天,而这次的故障是在第46天发生的。
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对此,波音公司将与美国宇航局合作,进行详细的检查和复制测试。同时,还采取了对策,例如在阀门附近添加干燥剂并在阀门上添加加热器等设计更改,以及在发射前增加执行额外吹扫以吹掉水分等程序。
波音公司表示,“我们还有一些验证工作,但我们对原因有足够的信心,并已开始纠正和预防措施。在未来几周内,我们将对航天器和部件进行额外测试。我们将调查原因并改进必要的系统。”
另外,延期和维修等所产生的追加费用,将由波音承担全部费用。
新的发射计划和影响
关于OFT-2的新发射日,波音公司表示是2022年上半年。准确的时间取决于故障调查和宇宙飞船的维修进度情况、与其他火箭发射计划的兼顾、ISS对接端口的空闲情况等。
如果OFT-2成功的话,之后将进行载人试验飞行。即使计划顺利进行,预计也要到2022年后半期。
在NASA的商业船员计划中,SpaceX先行一步,已经完成了载人龙飞船的开发,从2020年11月开始进入运行阶段。目前已经有2个运行机飞行,计划在本月末发射3号机。
由于星际客船开发的延迟,宇航员的运送计划也受到了影响。原本的目标是通过同时运营星际客船和载人龙飞船两架宇宙飞船,实现有效运营、确保冗余性、降低风险等,但由于目前只有“载人龙飞船”在飞行,所以无法达成目标计划。
本月,原本计划乘坐“星际客船”的NASA宇航员尼科尔•曼和乔什•卡萨达将乘坐“载人龙飞船”运营5号机。
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