Повторение проблем: критические утечки водорода вновь задержали лунную миссию NASA Artemis 2

NASA было вынуждено досрочно завершить критически важные испытания с заправкой своей гигантской ракеты Artemis 2 ранним утром во вторник, отложив миссию по отправке астронавтов вокруг Луны как минимум на месяц. Теперь, когда новый день озарил большую оранжевую ракету, космическое агентство пытается пролить свет на то, что именно пошло не так, — и многое из сказанного звучит знакомо.

Испытания с заправкой ракеты-носителя SLS для миссии NASA Artemis 2 начались поздно вечером в субботу (31 января) и продолжались до утра вторника. Тест, называемый «генеральной репетицией с заправкой» (wet dress rehearsal), предназначен для проверки ракеты SLS и наземных команд в ходе имитации обратного отсчета, включая полное включение систем и заправку ракеты более чем 2,6 миллионами литров жидкого водорода и кислорода, необходимых для старта.

Операции по заправке начались гладко вчера (2 февраля) после того, как руководители миссии дали «добро» на начало процедур, однако обнаруженные утечки водорода в узле быстрого отъема мачты наземного обслуживания на стартовой платформе SLS перевели техников в режим поиска и устранения неисправностей на большую часть дня.

Если это звучит знакомо, то потому, что ракета SLS для миссии Artemis 1 сталкивалась с утечками водорода в том же месте во время своей генеральной репетиции три года назад. Эти утечки привели к трем отдельным возвратам ракеты в гигантский сборочный цех (VAB) в течение шести месяцев, прежде чем Artemis 1 наконец стартовала.

Artemis 1 была запущена в ноябре 2022 года и отправила беспилотный корабль Orion в месячную миссию на лунную орбиту и обратно.

С помощью Artemis 2 NASA проверит способность корабля Orion поддерживать жизнь астронавтов в дальнем космосе. Астронавты NASA Рид Вайзман, Виктор Гловер и Кристина Кох, а также канадский астронавт Джереми Хансен отправятся на Orion в 10-дневную миссию вокруг обратной стороны Луны. Этот полет сертифицирует системы корабля для миссии Artemis 3, которую NASA планирует как полет для высадки астронавтов на лунную поверхность.

«Мы действительно многому научились у миссии Artemis 1 и применили много извлеченных уроков вчера во время генеральной репетиции», — заявила Лори Глейз, исполняющая обязанности заместителя администратора Управления разработки исследовательских систем NASA, на пресс-конференции после испытаний во вторник.

«Все знают о некоторых проблемах с заправкой водородом на Artemis 1, и мы внесли некоторые изменения», — добавила Глейз.

В защиту NASA стоит сказать, что генеральная репетиция Artemis 2 прошла гораздо глаже, чем первые испытания с заправкой для Artemis 1.

Несмотря на часы поиска причин стойкой утечки водорода — которую, по словам официальных лиц NASA, удалось стабилизировать в допустимых пределах (но так и не устранить полностью), — операторам миссии удалось полностью заправить обе ступени SLS и довести тест до терминального отсчета (последние 10 минут перед стартом). Однако команда не смогла приблизиться к моменту T-0 настолько, насколько требовалось, чтобы получить золотое одобрение NASA для запуска с экипажем на борту.

«Тот факт, что мы полностью заправили ракету с первой попытки, является огромным успехом, и мы собрали колоссальный объем данных о процессах и о том, как мы хотим двигаться вперед», — сказала Глейз.

За 5 минут 15 секунд до условного старта наземный стартовый секвенсор SLS прервал отсчет из-за скачка той же утечки водорода в узле быстрого отъема, которая наблюдалась весь день, что и стало причиной отмены испытания, сообщило NASA.

«Когда мы начали наддув, мы увидели, что утечка в полости возросла довольно быстро», — сказала на брифинге во вторник директор пуска Artemis Чарли Блэквелл-Томпсон, имея в виду полость на мачтовом узле ракеты. Это событие активировало заранее предусмотренные процедуры безопасности на такие случаи, добавила она.

Несмотря на общую оценку репетиции как успешной с точки зрения собранных данных и достижения полной заправки с первой попытки, Блэквелл-Томпсон также заверила, что, в отличие от ситуации с Artemis 1, возникшие проблемы с водородом, вероятно, можно будет решить прямо на стартовой площадке, и возврат в VAB для ремонта, похоже, не потребуется.

Что касается причин, по которым SLS по-прежнему сталкивается с этими же утечками водорода спустя три года между миссиями, у официальных лиц NASA есть некоторые теории, но окончательная причина еще не определена. «Это очень специфические компоненты», — заявил во вторник заместитель администратора NASA Амит Кшатрия, описывая каждую ракету SLS как уникальный аппарат, который нужно изучать и понимать.

Протекающее уплотнение могло стать результатом вибраций, возникших во время первоначальной перевозки ракеты на площадку, сказал Кшатрия. В прошлом месяце перевозка ракеты Artemis 2 SLS на расстояние 6,4 км от VAB до площадки на максимальной скорости 1,6 км/ч заняла почти 12 часов.

«Условия при перевозке очень сложные», — добавил он, отметив, что ракета Artemis 1 SLS подвергалась различным тестам на ускорение во время перемещений между VAB и стартовым комплексом 39B именно для того, чтобы определить влияние таких нагрузок. «Мы считаем, что это один из факторов. Но, опять же, нам нужно разобрать уплотнение и посмотреть, что произошло».

Даже при «агрессивном подходе» к решению проблем с утечками водорода во время Artemis 1, «мы довольно ограничены в том, насколько реалистичными мы можем сделать испытания», — сказал Джон Ханикатт, глава группы управления миссией Artemis. «Мы стараемся тестировать так, как будто это реальный полет, но этот интерфейс очень сложен, а когда имеешь дело с водородом — это маленькая молекула, обладающая высокой энергией», — признал он, добавив, что он и руководители миссии не ожидали повторного возникновения этих проблем.

После завершения генеральной репетиции NASA отказалось от стартового окна в феврале и теперь нацелено на март как на самую раннюю возможную дату запуска Artemis 2. Агентству необходимо оценить состояние ракеты и наземной инфраструктуры на площадке, прежде чем определить следующую возможную дату для проведения еще одной репетиции.

«С перерывом более трех лет между запусками SLS мы полностью ожидали возникновения проблем, — заявил во вторник рано утром в посте на X администратор NASA Джаред Айзекман. — Именно для этого и проводятся генеральные репетиции с заправкой. Эти испытания предназначены для выявления проблем до полета и обеспечения максимальной вероятности успеха в день запуска».

Теперь руководители миссии нацелены на стартовое окно в следующем месяце, которое открыто с 6 по 9 марта и 11 марта, с примерно пятью доступными днями в районе первой недели каждого последующего месяца.

Повторение старых проблем вызывает вопросы об унаследованных технологиях в конструкции SLS. Несмотря на модернизацию, ключевые узлы, такие как уплотнения для криогенного водорода, остаются уязвимым местом, унаследованным от программы Space Shuttle. Инженерам, возможно, потребуется пересмотреть конструктивные решения, а не только процедуры эксплуатации, для будущих миссий Artemis, начиная с Artemis 3. Между тем, задержка Artemis 2 окажет волновой эффект на всю лунную программу, включая графики разработки лунного корабля Starship от SpaceX и строительства окололунной станции Gateway. Каждый подобный инцидент подчеркивает сложность и риски, присущие возвращению человека в дальний космос.