NASA определило термическую деградацию как причину неисправности Starliner

Официальные лица NASA должны представить окончательные исчерпывающие результаты расследования испытательного полета экипажа Boeing Starliner 2024 года во время важной пресс-конференции сегодня в 14:00 по восточному времени (EST). Брифинг под руководством администратора Jared Isaacman и помощника администратора Amit Kshatriya представит подробный технический анализ аномалий двигательной установки и утечек гелия, которые значительно изменили первоначальный профиль полета миссии. Изучая коренные причины деградации двигателей, агентство стремится разработать четкую дорожную карту для последующей сертификации космического корабля в рамках Commercial Crew Program.

В чем заключалась основная причина проблем с двигательной установкой Starliner?

Основной причиной проблем с двигательной установкой Starliner была признана термическая деградация и разбухание тефлоновых уплотнений, известных как клапаны (poppets), расположенных внутри клапанов двигателей. При работе в циклах высокой частоты включения и интенсивном солнечном нагреве эти уплотнения ограничивали поток топлива, что приводило к значительной потере тяги и сопутствующим утечкам гелия в системе коллекторов служебного модуля.

Технические расследования показали, что защитные кожухи («doghouse»), в которых размещены двигатели системы управления ориентацией (RCS), подвергались воздействию более высоких температур, чем ожидалось, во время фазы стыковки с Международной космической станцией (МКС). Этот локальный нагрев привел к расширению тефлоновых (PTFE) клапанов и частичному перекрытию пути подачи топлива. Инженерные группы NASA отметили, что частота импульсов двигателей в сочетании с условиями в служебном модуле создала эффект «теплового насыщения», который усугубил деформацию материала. Этот вывод имеет решающее значение, так как он указывает на специфическую уязвимость материала, которая проявилась только в уникальных условиях эксплуатационных нагрузок при стыковке пилотируемой миссии.

Кроме того, расследование утечек гелия подтвердило, что уплотнения в коллекторе двигательной установки были подвержены незначительным структурным повреждениям под длительным давлением. Хотя гелий используется для создания давления в топливных баках, скорость утечки, наблюдавшаяся во время полета 2024 года, вызвала опасения по поводу долгосрочной целостности трубопроводной системы. Исследователи Boeing и NASA использовали наземные испытания на полигоне White Sands Test Facility для воспроизведения этих условий, подтвердив, что сочетание химического воздействия и термического циклического воздействия ослабило уплотнения. Эти результаты требуют пересмотра конструкции узлов клапанов перед утверждением любых будущих проверок готовности к полету.

Почему NASA решило вернуть астронавтов на SpaceX вместо Starliner?

NASA предпочло вернуть астронавтов Butch Wilmore и Suni Williams с помощью миссии SpaceX Crew Dragon, так как неопределенность в отношении работы двигателей Starliner превысила допустимые пределы безопасности. Агентство определило, что риск отказа двигателя во время критически важного маневра схода с орбиты был слишком высок, что потенциально могло оставить экипаж на нестабильной или невосстановимой орбитальной траектории.

Решение использовать SpaceX для возвращения стало историческим поворотом, подчеркнувшим культуру «безопасность превыше всего» в агентстве. Во время попытки стыковки в июне 2024 года вышли из строя пять двигателей RCS, и хотя четыре из них со временем восстановились, непредсказуемый характер деградации означал, что инженеры не могли гарантировать их работу во время ответственного входа в атмосферу. Помощник администратора Amit Kshatriya подчеркнул, что отсутствие на тот момент окончательной физической модели поведения двигателей делало невозможным исключение катастрофического отказа во время обратного пути.

Следовательно, NASA перевело миссию Starliner в режим беспилотного возвращения, которое успешно состоялось в конце 2024 года, в то время как Wilmore и Williams остались на борту МКС. Этот шаг позволил Commercial Crew Program собрать ценные данные при беспилотной посадке, не подвергая риску человеческие жизни. Миссия SpaceX Crew-9 была впоследствии переконфигурирована для полета с двумя пустыми креслами, что обеспечило ветеранам-астронавтам проверенное и безопасное транспортное средство для их возвращения на Землю. Такое планирование на случай непредвиденных обстоятельств продемонстрировало жизненную важность наличия резервных американских систем транспортировки экипажа, работающих одновременно.

Полетит ли Boeing Starliner снова с астронавтами?

Boeing Starliner снова полетит с астронавтами только после успешного внедрения изменений в конструкцию оборудования и строгого процесса сертификации под контролем NASA. Агентство требует окончательных доказательств того, что проблемы с клапанами и двигателями решены, что может повлечь за собой модификацию конструкции служебного модуля или дополнительный беспилотный демонстрационный полет для проверки исправлений.

Путь вперед для Starliner включает несколько обязательных этапов, направленных на восстановление доверия к надежности платформы. NASA указало, что Boeing должен выполнить следующие технические требования перед следующей пилотируемой миссией:

• Изменение конструкции клапанов двигателей RCS с использованием материалов, более устойчивых к тепловому расширению.
• Модернизация уплотнений гелиевого коллектора для предотвращения утечек во время длительного пребывания на МКС.
• Обновление программного обеспечения управления полетом для оптимизации режимов работы двигателей и снижения тепловой нагрузки.
• Проведение комплексного испытания двигательной установки для имитации «худших сценариев» стыковки и расстыковки.

Хотя испытательный полет 2024 года предоставил важные данные, он также отсрочил официальную сертификацию космического корабля для регулярных миссий по ротации экипажа. NASA сохраняет приверженность партнерству с Boeing, так как наличие двух независимых поставщиков — SpaceX и Boeing — является стратегическим приоритетом для обеспечения бесперебойного доступа к Международной космической станции. График следующего полета остается неопределенным до получения результатов модификации оборудования и окончательной проверки безопасности агентством.

Влияние на логистику Международной космической станции и будущие миссии

Задержки, связанные с расследованием Starliner, потребовали значительных корректировок в расписании Международной космической станции (МКС) и циклах ротации экипажа. Поскольку Commercial Crew Program в промежуточный период в значительной степени опирается на SpaceX, NASA пришлось управлять сложным «орбитальным балетом», чтобы гарантировать полную укомплектованность станции персоналом при одновременном продлении пребывания экипажа CFT. Эта логистическая задача подчеркивает уязвимость операций на космической станции, когда одно из основных транспортных средств сталкивается с техническими проблемами.

Несмотря на эти трудности, руководство NASA рассматривает тщательное расследование как свидетельство надежности модели Public-Private Partnership. Прозрачность результатов, представленных на сегодняшней пресс-конференции, призвана укрепить общественное доверие и обеспечить применение уроков, извлеченных из испытательного полета 2024 года, в будущих усилиях по исследованию дальнего космоса, включая миссии Artemis. Решая эти сложные инженерные проблемы сейчас, NASA гарантирует, что следующее поколение космических кораблей будет более безопасным и способным поддерживать долгосрочное присутствие человека на низкой околоземной орбите и за ее пределами.

В будущем агентство продолжит транслировать обновления в прямом эфире и проводить технические брифинги, когда команда Boeing приступит к физическому внедрению рекомендованных изменений. Сегодняшний брифинг в 14:00 по восточному времени служит важным переломным моментом в истории Commercial Crew Program, знаменуя окончание фазы расследования и начало эры «исправь и лети» для космического корабля Starliner. Представители СМИ и общественность могут следить за прямой трансляцией на YouTube-канале NASA, чтобы получить дополнительную информацию о конкретных инженерных данных, которые определят будущее американских космических полетов.