Efter en intensiv fyra månaders utredning av varför en SpaceX Falcon 9-raket exploderade utan varning på startplattan i september förra året, meddelade företaget idag misslyckanden som kan orsaka såväl som planer för en snabb återupptagande av flygningar så snart som nästa söndag, 8 januari. , från deras Kalifornien lanseringskomplex - som bär en lukrativ kommersiell nyttolast på 10 avancerade mobilreläsatelliter för att gå i bana för Iridium Communications.
"Riktande återgång till flyg från Vandenberg med @IridiumComm NÄSTA lansering den 8 januari," meddelade SpaceX på deras webbplats idag, måndag 2 januari 2017.
”Vårt datum är nu offentligt. Nästa söndag morgon 8 jan kl 10:28:07 pst. Iridium NÄSTA lansering # 1 flyger! ” Iridium Communications VD Matt Desch bekräftade snabbt med tweet i dag, 2 januari.
SpaceX har hanterat det långtgående och världsberömda fallet från den katastrofala lanseringsplattan som exploderade en Falcon 9 och dess dyra 200 miljoner israeliska Amos-6 kommersiella nyttolast i Florida utan varning, under ett rutinmässigt preflight-bränsletest 1 september. 2016, på pad 40 på Cape Canaveral Air Force Station.
Efter 1 september-olyckan vid pad 40 inledde SpaceX en gemensam utredning för att fastställa grundorsaken med FAA, NASA, det amerikanska flygvapnet och industrins experter som har ”arbetat metodiskt genom ett omfattande felträd för att undersöka alla sannolika orsaker. ”
"Vi har arbetat nära med NASA och FAA [Federal Aviation Administration] och våra kommersiella kunder för att förstå det," sa SpaceX-vd Elon Musk.
Genom "felträdanalysen" har 1 september-anomalin spårats till ett misslyckande i en av tre gasformiga helium-lagringstankar belägna i andra stegets flytande syre (LOX) -tank i Falcon 9-raket, enligt ett uttalande från SpaceX idag vilket gav några men inte många tekniska detaljer.
Felet uppstod tydligen vid en punkt där heliumtanken "spännar" och ackumulerar syre - "vilket leder till antändning" av det mycket brandfarliga flytande syre-drivmedlet i det andra steget.
Heliumtankarna - även kända som sammansatta överlindade tryckkärl (COPV) - används i båda stadierna av Falcon 9 för att lagra kall helium som används för att upprätthålla tanktrycket.
"Olycksundersökningsteamet arbetade systematiskt genom en omfattande felträdanalys och drog slutsatsen att en av de tre sammansatta överbelastade tryckkärlen (COPV) inuti den andra etappen flytande syre (LOX) tank misslyckades."
"Varje COPV består av en inre aluminiumfoder med en kolöverdrag."
"Speciellt drog undersökningsteamet slutsatsen att misslyckandet berodde sannolikt på att ackumulering av syre mellan COPV-fodret och överhöljet i ett tomrum eller ett spänne i fodret ledde till antändning och efterföljande misslyckande av COPV."
SpaceX säger att utredarna identifierade "en ansamling av superkylda LOX eller SOX i spännen under omslaget" som "trovärdiga orsaker till COPV-misslyckandet."
Uppenbarligen kan den superkylda LOX eller SOX samlas i spännen och reagera med kolfibrer i överhöljet - som fungerar som en tändningskälla.
Som en del av den senaste uppgraderingen till Falcon 9 ändrade SpaceX sin bränsleprocedur för att inkludera användning av förtätat syre - eller superkyldt syre - för att ladda mer drivmedel i samma volym, vid en lägre temperatur på cirka minus 340 grader Fahrenheit för SOX mot ungefär minus 298 grader Fahrenheit för LOX.
I huvudsak får SpaceX fler liter superkyldt syre till samma tankvolym på grund av den högre densiteten - och de behöver inte ändra raketens dimensioner.
Denna temperaturförändring gör det möjligt för Falcon 9 att starta tyngre nyttolaster.
Biverkningen av superkylningsprocessen är emellertid att syret nu är mycket nära dess fryspunkt - med potential att delvis stelna, snarare än att vara en helt fritt flytande vätska. Då kan den resulterande friktionen med kolfibrer antända det sammanlagda syre vilket resulterar i en omedelbar eldkula och förstöring av raket - som hände med Falcon 9 och Amos-6 vid dyna 40 1 september 2016.
”Undersökare drog slutsatsen att superkyld LOX kan samlas i dessa spännen under omslaget. Vid trycksättning kan syre som samlas i detta spänne fastna; i sin tur kan brytande fibrer eller friktion antända syre i överhöljet och orsaka att COPV misslyckas. ”
Mycket beträffande denna författare är det faktum att heliumbelastningsförhållandena bekräftas vara så låga att de faktiskt kan frysa det flytande syret till fast form. Således kan det inte flöda fritt och ökar risken för en "friktionsantändning."
Samma Falcon 9-raket kommer att användas för att lansera våra astronauter till ISS 2018 - sittande i en Crew Dragon ovanpå heliumtanken badad i superkyld LOX.
"Undersökare bestämde att laddningstemperaturen för helium var tillräckligt kall för att skapa fast syre (SOX), vilket förvärrar risken för att syre fångas såväl som sannolikheten för friktionsantändning."
SpaceX säger att de kommer att ta itu med orsakerna till missöket genom en blandning av både korta och långsiktiga "korrigerande åtgärder."
"Korrigerande åtgärder tar upp alla trovärdiga orsaker och fokuserar på förändringar som undviker de förhållanden som ledde till dessa trovärdiga orsaker."
Kortsiktiga korrigeringar innebär enklare ändringar av COPV-konfigurationen och modifiering av heliumbelastningsförhållandena.
"På kort sikt innebär detta att ändra COPV-konfiguration för att tillåta varmare temperaturhelium att laddas, liksom att returnera heliumbelastningsoperationer till en tidigare beprövad flygkonfiguration baserad på operationer som används i över 700 framgångsrika COPV-laster."
Så återstår att se om SpaceX fortsätter användningen av förtätat syre eller inte på kort sikt.
Långsiktiga korrigeringar innebär att själva COPV-hårdvaran ändras och det kommer att ta längre tid att implementera. De är också troligtvis mer effektiva - men bara tiden kommer att visa sig.
"På lång sikt kommer SpaceX att genomföra designändringar på COPV: erna för att förhindra spännen helt, vilket möjliggör snabbare lastning."
Lyftning av SpaceX Falcon 9 med nyttolasten på 10 identiska nästa generations IridiumNEXT-kommunikationssatelliter kommer att äga rum från Space Launch Complex 4E på Vandenberg Air Force Base i Kalifornien - förutsatt att det erforderliga godkännandet först beviljas av Federal Aviation Administration (FAA).
Ingen Falcon 9-lansering kommer att äga rum förrän FAA ger "GO".
Dessutom, i väntan på att tillkännage det riktade lanseringsdatumet "Return to Flight", har tekniker redan behandlat Falcon 9-raket för "Return to Flight" -sprängningen med spetsen för en flotta av IridiumNEXT mobil röst- och datarelätssatelliter för Iridium Communications - som jag berättade förra veckan i min berättelse här - och därefter tweetade av Iridiums vd Matt Desch och sa "Trevlig recap."
Förra veckan bränslades, staplades och staplades de första tio IridiumNEXT mobila röst- och datarelätssatelliterna in i näskonen på Falcon 9-raket som utsetts till SpaceX: s "Return to Flight" -startare för att möjliggöra en sprängning så snart som möjligt efter ett godkännande tas emot från FAA.
"Iridium är nöjd med SpaceXs tillkännagivande om resultaten av den 1 september-anomalin som identifierades av deras olycksutredningsteam och deras planer på att inrikta sig på en återgång till flygningen den 8 januari med den första Iridium NEXT-lanseringen" sade Iridium Communications på deras webbplats idag, 2 januari.
En annan milstolpe att titta på är det första stegets motoriska statiska brandtest som SpaceX rutinmässigt genomför flera dagar före lanseringen. Det är exakt samma typtest där Falcon 9 sprängdes i Florida några fem minuter innan den korta Merlin 1D-tändningen för att bekräfta beredskapen för den verkliga lanseringen som hade planerats i två dagar senare.
Iridium 1-uppdraget är det första av sju planerade Falcon 9-lanseringar - totalt 70 satelliter.
"Iridium ersätter sin befintliga konstellation genom att sända 70 Iridium NEXT-satelliter ut i rymden på en SpaceX Falcon 9-raket över sju olika lanseringar," säger Iridium.
Målet med detta privatkontrakterade uppdrag är att leverera de första 10 Iridium NEXT-satelliterna i låg jordbana för att invigja det som kommer att bli en ny konstellation av satelliter avsedda för mobil röst- och datakommunikation.
Iridium planerar så småningom att starta ett konstellation av 81 Iridium NEXT-satelliter till låg jordbana.
”Åtminstone 70 kommer att lanseras av SpaceX,” enligt Iridiums kontrakt med SpaceX.
Under tiden underlag 40, som skadades kraftigt under explosionen 1 september, genomgår omfattande reparationer och renoveringar för att få tillbaka den online.
Det är inte känt när dynan 40 kommer att passa att återuppta Falcon 9-lanseringar.
Under tiden planerar SpaceX att initialt återuppta lanseringar från Florida Space Coast vid Kennedy Space Center (KSC) från pad 39A, den tidigare skyttelplattan som SpaceX har hyrt från NASA.
Kommersiella SpaceX-lanseringar på KSC skulle kunna börja från pad 39A någon gång i början av 2017 - efter att ändringarna av Falcon 9 har slutförts.
Den 1 september-katastrofen var det andra Falcon 9-misslyckandet inom 15 månader och ifrågasatte raketernas totala tillförlitlighet. Båda incidenterna involverade heliumsystemet i andra etappen, men SpaceX hävdar att de inte är relaterade.
Det första Falcon 9-misslyckandet involverade en katastrofal explosion i mitten av luften i det andra steget ungefär två och en halv minut efter lyftan, under Dragon CRS-7-laddningsuppsättningen för NASA till den internationella rymdstationen den 28 juni 2015 - och bevittnat av detta författare. Olyckan spårades till en misslyckad fjäderben som höll heliumtanken inuti den flytande syretanken. Heliumtanken lossnade och brast i slutändan det andra steget eftersom det första steget fortfarande sköt, vilket resulterade i en total förlust av raket och nyttolast.
Håll ögonen öppna här för Kens fortsatta jord- och planetariska vetenskaper och mänskliga rymdflödesnyheter.
