1

SpaceX, Crew Dragon i… tyrolka gotowi na pierwszą „ludzką” misję. Jakie szanse mają astronauci, jeśli coś pójdzie źle?

Dziennikarze magazynu Wired otrzymali ostatnio od NASA dokładny opis procedur oraz systemów ratunkowych, w jakie SpaceX wyposażyło swoją kapsułę do lotów załogowych. Przygotowania do nadchodzącego lotu z astronautami na pokładzie trwały 10 lat i to właśnie bezpieczeństwo ludzi było priorytetem w czasie „szlifowania” projektu przez cały ostatni okres. W styczniu mogliśmy obejrzeć spektakularny test, w którym po „ucieczce” Crew Dragona spektakularnie eksplodował Falcon 9. Ale oderwanie się kapsuły w czasie lotu rakiety to tylko jeden z wielu elementów układanki mającej zapewnić jak największe bezpieczeństwo załodze. Wśród wielu zaawansowanych systemów na czarną godzinę znalazło się miejsce także dla… klasycznej tyrolki.

Crew Dragon i jego załoga

Pierwszy załogowy start kapsuły zaprojektowanej przez SpaceX, mający odbyć się w ramach misji Demo-2, przewidziany jest na 27 maja 2020 r. Załogę stanowić będą doświadczenia astronauci NASA, Bob Benkhen (dotychczas 29 dni w kosmosie) oraz Doug Hurley (28 dni). Kapsuła o numerze C206 będzie wyniesiona w kosmos przy pomocy rakiety nośnej Falcon 9 Block 5. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, majowy lot będzie kolejnym kamieniem milowym w historii firmy Elona Muska. Ale trzeba być przygotowanym też na mniej przyjemne scenariusze i wydaje się, że SpaceX zrobiło co w ich mocy, aby zapewnić astronautom różne drogi ucieczki.

Ucieczka z platformy

Procedura startowa wygląda tak, że po dowiezieniu astronautów na platformę (oczywiście Teslą), na trzy godziny przed startem obaj panowie muszą zameldować się wewnątrz kapsuły i rozpocząć testy przedstartowe. W tym czasie będzie odbywało się pompowanie paliwa do rakiety nośnej, najbardziej niebezpieczna czynność na tym etapie. Jeśli w tym czasie wystąpiłyby jakieś drobne problemy skutkujące przerwaniem procedury startowej, sprawa jest prosta, astronauci opuszczą kapsułę, udadzą się rękawem do wieży startowej, kulturalnie wsiądą do windy i odjadą czekającą na nich Teslą. Bułka z masłem. Jeśli jednak sytuacja miałaby stwarzać zagrożenie i wymagała szybszej ewakuacji, wtedy do użycia przewidziana jest wspomniana tyrolka, nad której ulepszeniem SpaceX także mocno pracowało. 

W przypadku sytuacji nie pozostawiających czasu na ewakuację z kapsuły, przewidziano najbardziej spektakularną drogę. Awaryjne uruchomienie ośmiu silników SuperDraco, w które wyposażona jest kapsuła i wystrzelenie jej w kierunku Oceanu Atlantyckiego. Kapsuła wzniesie się na wysokość około półtorej mili z prędkością przekraczającą 550 km/h, po czym na spadochronach opadnie na powierzchnię wody. Astronauci w tym czasie będą poddania obciążeniom przekraczającym wartość 4G, ale na szczęście nie jest to nic odbiegającego od warunków, jakie panują w czasie normalnego startu.

Uruchomienie procedury awaryjnego „skoku” jest możliwe na trzy sposoby. Załoga ma możliwość odpalenia kapsuły z wnętrza pojazdu, ekipa kontroli lotu może dokonać tego zdalnie ze swojego centrum dowodzenia, a oprócz tego komputer pokładowy Crew Dragona ma własny system analizujący stan rakiety i może zdecydować o katapultowaniu pojazdu bez udziału człowieka. 

Ucieczka w czasie lotu 

Najtrudniejszym do opracowania systemem ratunkowym, było dopracowanie algorytmów i procedur odpowiadających za przerywanie misji już po starcie rakiety. Problemem są tu ogromne przeciążenia, którym poddawany jest każdy element rakiety, co powoduje, że systemy łatwo mogą pomylić się w każdą stronę, zidentyfikować niebezpieczeństwo tam, gdzie go nie ma lub nie dostrzec rzeczywistego zagrożenia. Dodajmy, że w czasie startu i lotu decyzję o odskoku Crew Dragona może podjąć tylko komputer. Żeby wykluczyć błędy w interpretacji danych, wykonano tysiące symulacji przeróżnych scenariuszy mogących wydarzyć się na tym etapie. 

Szczególnie niebezpieczne są pierwsze półtorej minuty po starcie, gdy rakieta leci z prędkością około 2500 km/h i mamy do czynienia z momentem, w którym naprężenia spowodowane warunkami aerodynamicznymi są największe (tzw. Max Q). To właśnie na tym etapie było sprawdzane awaryjne przerwanie misji w styczniowej próbie, której ofiarą padł jeden z Falconów. Poprzednia wersja kapsuły udanie odskoczyła od sztucznie wyłączonej rakiety nośnej, która po chwili eksplodowała. Ostatni przypadek awarii w czasie lotu, skutkujący koniecznością ratowania załogowej kapsuły miał z kolei miejsce w 2018 r. kiedy to eksplodował rosyjski Sojuz z amerykańsko-rosyjską załogą na pokładzie kapsuły.

Problemy w kosmosie

Także po wejściu na docelową orbitę trzeba się liczyć z możliwością wystąpienia problemów. Najczęściej braną pod uwagę awarią jest możliwość dekompresja kabiny, tago typu zdarzenia zebrały już w kosmosie swoje żniwo. Crew Dragon ma odpowiednio wydajne systemy, aby utrzymać odpowiednie ciśnienie i poziom tlenu w przypadku mniejszych uszkodzeń.  W przypadku poważniejszej awarii astronauci będą musieli liczyć na swoje kombinezony, które są tak zaprojektowane, aby utrzymać odpowiednie ciśnienie i zapewnić możliwość oddychania, nawet gdy kapsuła całkowicie straci kompresję.

Także procedura lądowania awaryjnego przewiduje różne scenariusze, zależnie od stanu systemów kapsuły. W optymalnym przypadku Crew Dragon będzie deorbitowany awaryjnie tak, aby miejsce lądowania znajdowało się blisko naziemnych służb ratunkowych. Na ewentualność takich manewrów załoga ma na pokładzie czterodniowe zapasy wody, jedzenia i tlenu. Jeśli jednak z przyczyn technicznych wymagana byłaby natychmiastowa  deorbitacja statku, jego systemy też są na takie scenariusze przygotowane. 

Tak czy inaczej, miejmy nadzieję, że żaden z powyższych systemów nie będzie musiał być użyty w praktyce, a cała misja zakończy się sukcesem. Jak chyba każda osoba zafascynowana kosmosem mam nadzieję, że będzie mi dane kupić kiedyś bilet na jakiegoś RyanSpace’a czy StarWizz’era za paręset złotych, ale żeby to marzenie się spełniło, potrzebny jest jak najszybszy rozwój tych technologi. Niestety awarie w misjach z ludźmi na pokładzie potrafią bardzo hamować rozwój programów kosmicznych.

P.S. Przypominam wszystkim, że od pewnego czasu sami możemy wcielić się w rolę astronautów SpaceX i spróbować zadokować kapsułę do stacji kosmicznej.

Źródła: [1], [2], [3]