NASA išbandė Mėnulio raketos variklį: 500 sekundžių ir 111 proc. galios režimas

Sekite TechNaujienos Google

NASA spalio 21 dieną Stenniso kosmoso centre išbandė RS-25 variklį, skirtą būsimoms „Artemis“ misijoms. Bandymas truko 500 sekundžių, o jo metu pasiektas 111 proc. vardinės galios lygis. Oficialus NASA pranešimas.

RS-25 varikliai naudojami SLS raketoje, kuria NASA planuoja gabenti „Orion“ erdvėlaivį ir astronautus Mėnulio misijoms. Viename paleidime veikia keturi tokie pagrindinės pakopos varikliai.

Bandymas atliktas ant specialaus antžeminio stendo, kuris leidžia stebėti temperatūras, slėgį ir mechanines apkrovas be visos raketos skrydžio.

Kodėl bandymas truko aštuonias minutes

500 sekundžių trukmė apytikriai atitinka laikotarpį, kurį RS-25 varikliai dirba realaus SLS paleidimo metu.

Naujausi straipsniai

4 min. skaitymo • prieš 49 minutės

NASA ir Japonija ruošiasi grąžinti Marso palydovo Fobo mėginius į Žemę

2 min. skaitymo • prieš 49 minutės

Kosmoso technologijų bendrovė „Redwire“ pristatė „ShadowVision“: DI padės sekti objektus ir valdyti jutiklius

4 min. skaitymo • prieš 59 minutės

NASA ištyrė „Artemis II“ kapsulės skydą: pažeidimų sumažėjo dešimteriopai

Visi naujausi straipsniai →

Inžinieriai taip pat tikrino naują variklio purkštuko šiluminę apsaugą bei būsimoms misijoms skirtus komponentus.

Ką reiškia 111 proc.

Tai inžinerinis galios lygis pagal pasirinktą atskaitos režimą, o ne nevaldomas variklio veikimas.

RS-25 yra skystojo kuro raketinis variklis, naudojantis skystą vandenilį ir deguonį. Šios medžiagos tiekiamos į degimo kamerą, kur susidariusios karštos dujos dideliu greičiu išmetamos per purkštuką. Taip sukuriama trauka, kuri padeda pakelti sunkųjį SLS nešėją. Tokios sistemos veikimas priklauso nuo itin tikslaus kuro srautų, slėgio ir temperatūrų valdymo, todėl antžeminiai bandymai yra kritinė pasirengimo skrydžiui dalis.

500 sekundžių veikimo trukmė nėra atsitiktinai parinktas apvalus skaičius. NASA siekia kuo tiksliau atkurti sąlygas, kuriomis variklis dirbtų realiame paleidime: pradinis uždegimas, apkrovų keitimasis ir ilgas pastovus darbo režimas. Tai leidžia išmatuoti ne tik didžiausią trauką, bet ir tai, kaip variklio dalys veikia per visą ciklą. Trumpas sėkmingas uždegimas tokio pilno patikrinimo neatstotų.

Svarbi bandymo dalis – naujos šiluminės apsaugos sistemos, turinčios saugoti variklio purkštuką. Purkštukas turi atlaikyti labai karštų dujų srautą, kartu išsaugodamas tinkamą konstrukcinį stiprumą. Dalis jo aušinimo sprendimų priklauso nuo paties kuro judėjimo ir inžinerinių medžiagų savybių. Todėl testuojant svarbūs kelių vietų temperatūros ir slėgio matavimai, o ne vien galutinis teiginys, kad variklis „veikė“.

111 proc. režimas reiškia variklio galios lygį pagal istorines vardinės traukos atskaitos sąlygas. Jis nėra tas pats, kas 111 proc. iš bet kokio fiziškai įmanomo pajėgumo. Ši inžinerinė terminija gali klaidinti, jeigu nenurodomas kontekstas. NASA plėtros bandymuose tokie režimai naudojami norint įvertinti modernizuotų komponentų galimybes, tačiau konkretus leistinas skrydžio režimas nustatomas atskirai pagal sertifikavimo ir misijos reikalavimus.

SLS ir „Orion“ sudaro kelios nepriklausomos techninės sistemos. SLS pagrindinės pakopos varikliai atsakingi už pradinį skrydį, o „Orion“ kapsulė turi apsaugoti astronautus misijos pabaigoje. TechNaujienos.lt jau rašė apie visos „Artemis“ programos eigą ir apie šiluminio skydo tyrimus. Tai skirtingi inžineriniai uždaviniai, tačiau abiem svarbus sistemingas bandymų ir surinktų duomenų vertinimas.

Bandytas variklis numeriu 10001 yra skirtas plėtros tikslams, o ne konkrečiam skrydžiui. Tokie bandymų egzemplioriai leidžia sąmoningai tikrinti naujus komponentus ir ribinius režimus, neįtraukiant kiekvieno eksperimento į skrydžiui skirtos įrangos programą. NASA duomenys vėliau naudojami projektavimo modeliams patikslinti ir tiekėjų gamybos procesams vertinti. Tai vienas iš daugelio etapų, kurių reikia prieš patvirtinant naują raketos ar jos komponentų konfiguraciją.

Raketos variklio patikimumą lemia ne vien stipriausias išmatuotas traukos momentas. Bandymų metu stebima, kaip greitai stabilizuojasi degimo procesas, ar kuro siurblių darbas išlieka suderintas ir ar neatsiranda netikėtų mechaninių virpesių. Tokie sutrikimai gali būti pavojingi net tada, kai variklis trumpą laiką pasiekia numatytą galią. Todėl ilgi antžeminiai bandymai suteikia daug daugiau informacijos nei trumpas viešai parodytas ugnies stulpas.

SLS varikliai yra tik dalis visos paleidimo sistemos. Raketai kylant taip pat veikia kietojo kuro greitintuvai, valdymo įranga ir daugybė integruotų jutiklių. Net išbandžius kiekvieną variklį atskirai, prieš konkretų skrydį būtina patikrinti jų veikimą bendroje konfigūracijoje. Dėl to NASA viešinami 500 sekundžių bandymai yra reikšmingi inžineriniai etapai, tačiau ne galutinis patvirtinimas, kad visos būsimos misijos jau pasirengusios paleidimui.

Svarbus ir duomenų palyginamumas tarp bandymų. Jeigu variklis tikrinamas skirtinguose galios režimuose, inžinieriai analizuoja, ar pakeitimai nedidina vibracijos, perkaitimo arba kuro tiekimo netolygumų. Tokie eksperimentai padeda nustatyti patikimų darbo sąlygų ribas dar prieš pradedant gaminti skrydžiui skirtus komponentus. Dėl to net techniškai sėkmingo bandymo rezultatai pirmiausia yra inžinerinio vertinimo pagrindas, o ne būsimos misijos sėkmės garantija.

Bandytas variklis numeriu 10001 yra plėtros egzempliorius ir nebus naudojamas skrydyje. NASA bei rangovai surinktus duomenis naudos patikimumui didinti.