Новая американская ракета-носитель «Вулкан» (Vulcan) не отправится в первый полет этим летом. Очередной перенос связан с необходимостью доработать разгонный блока «Центавр» (Centaur). 29 марта во время испытаний «Центавра» в Центре космических полетов НАСА им. Маршалла произошла утечка водорода, которая вызвала пожар и породила большой огненный шар. Специалисты смогли приступить к расследованию нештатной ситуации лишь в мае. При оптимистичном варианте развития событий ожидалось, что полет «Вулкана» может состояться до конца текущего лета.
В прошлом месяце ULA сообщала, что предполагается просто «незначительно усилить» конструкцию разгонного блока. А 13 июля исполнительный директор компании ULA Тори Бруно рассказал подробно о тех изменениях, которые планируется внести в разгонный блок «Центавр» по результатам расследования мартовской аварии.
Авария произошла во время 15-й серии испытаний модификации разгонного блока Centaur 5, которая является увеличенной версией Centaur 3, применявшейся на ракетах-носителях семейства «Атлас» (Atlas). Утечка водорода возникла примерно в середине испытаний и нарастала в течение 4,5 минут. Водород скопился в изолированном пространстве над «Центавром» и до того, как тест был остановлен, там возник источник воспламенения.
Расследование показало, что утечка происходила через центральную часть верхнего днища бака с горючим, сделанную из очень тонкой нержавеющей стали. На прочностной модели этой части бака инженеры выявили место высокой нагрузки на конструкцию, возникающее из-за сложной геометрии в этой части днища. При раннем, упрощенном анализе конструкции проблема была упущена.
Также ULA сообщила, что в версии Centaur 5 при изготовлении днищ топливных баков используется технология лазерной сварки, а не электродуговая, как в более ранних версиях разгонного блока. Испытания показали, что прочность лазерных сварочных швов меньше, чем ожидали конструкторы.
По словам Тори Бруно, две эти особенности вместе – повышенные нагрузки и сниженная прочность сварных швов – привели к образованию трещины, через которую началась утечка водорода. Он также добавил, что большое количество циклов испытаний этого конкретного экземпляра «Центавра» могло поспособствовать разрушению днища.
Чтобы решить эту проблему, ULA добавит слой нержавеющей стали вокруг входного отверстия в верхней части днища и дополнительные стальные полосы вдоль сварных швов, отходящих от него примерно на 60 см. Поначалу эти изменения приведут к увеличению массы «Центавра» на 135 кг, однако в перспективе конструкция будет оптимизирована, и потери массы уменьшатся вдвое. На аналогичную величину снизится и полезная нагрузка разгонного блока. Благодаря запасу грузоподъемности на предстоящие миссии «Вулкана» эти изменения не повлияют.
Сейчас уже началась адаптация «Центавра», который предполагалось использовать в третьем полете ракеты «Вулкан». Вместо этого его используют в первой миссии, а разгонный блок, ранее доставленный на космодром во Флориде, будет отправлен обратно на завод ULA в Алабаме. «Центавр» для второго запуска будет переоборудован в стендовый образец для завершения сертификационных испытаний.
«С точки зрения графика это означает, что мы ожидаем первый полет в четвертом квартале этого года», – сказал Тори Бруно. ULA уже обсуждает с компанией Astrobotic пусковые окна в конце года, приемлемые для лунной посадочной станции Peregrine, которая будет полезной нагрузкой «Вулкана» в его первой миссии. Ранее сообщалось, что запуск Peregrine возможен в течение нескольких дней в каждом месяце. Это связано с тем, что станция не рассчитана на выживание во время лунной ночи, и ей нужно приземлиться на Луну в начале лунного дня, чтобы отработать на поверхности заявленные две недели.
Второй миссией «Вулкана» станет запуск к Международной космической станции грузового корабля Dream Chaser. Третий пуск ракеты будет проведен в интересах Пентагона.
