Wzmocnienie konstrukcji zbiornika paliwa dla misji STS-133

0

W poniedziałek menedżerowie NASA poinstruowali inżynierów, aby kontynuowali prace związane z naprawą czterech nowych pęknięć. Zostały one wykryte w okolicach trzech strukturalnych żeber (tzw. podłużnic) w trakcie przeprowadzania prześwietleń rentgenowskich zbiornika zewnętrznego ET-137 pod koniec grudnia. Zadecydowano także o dodaniu wzmocnień do 34. podłużnic, zlokalizowanych w miejscu połączeń zbiornika ET z rakietami pomocniczymi SRB, z uwagi na największe przeciążenia działające na te rejony w czasie startu.

Kolejne spotkanie menedżerów planowane jest na czwartek – 6 stycznia, kiedy to przedyskutowana zostanie kwestia instalacji dodatkowych wzmocnień (typu ‘radius-block’) do górnych części pozostałych 69. podłużnic. Elementy te tworzą charakterystyczną żebrową konstrukcję, która widoczna jest pośrodku zewnętrznego zbiornika paliwa ET, tzw. intertank. Oddziela ona sekcje zbiorników wodoru i tlenu.

Wzmocnienia typu ‘radius-block’, zainstalowane w górnych częściach podłużnic, oraz naprawy przeprowadzane dotychczas na łącznie 5 podłużnicach w rejonach, w których wystąpiły pęknięcia, stanowią łącznie zbiór zabiegów, dzięki którym struktura zbiornika będzie mniej podatna na niewielkie odkształcenia, indukowane w momencie tankowania bardzo zimnego, płynnego tlenu. Modyfikacje wyeliminują jedną z niepewności, które wciąż spowijają w ciemnej mgle sposób zachowania się podłużnic w czasie przygotowań do startu czy samego lotu wahadłowca na orbitę.

Jeśli w czwartek wydana zostanie decyzja o zastosowaniu modyfikacji, stanie się mało prawdopobne, iż wszystkie prace zostaną zakończone na czas, włącznie z ponownym napyleniem pianki izolacyjnej, a Discovery zostanie przetransportowany na stanowisko startowe. Okno startowe otwiera się 3 lutego na tydzień. Prace modyfikacyjne nad górnymi częściami wszystkich 108. podłużnic prawie na pewno spowodują opóźnienie startu promu Discovery. Kolejne okno startowe otwiera się 27 lutego, a zamyka na początku marca. W wyniku takich zmian w harmonogramie lotów, kolejna misja STS-134 wahadłowca Endeavour uległaby przesunięciu z 1. na 28. kwietnia.

Problem z pęknięciami pojawił się w czasie próby startu wahadłowca Discovery 5 listopada w zeszłym roku, która to została odwołana na skutek wycieku wodoru z adaptera GUCP (Ground Umbilical Carrier Plate). Wcześniejsze dwie próby nie doszły do skutku w wyniku awarii zapasowego kontrolera silnika SSME nr 3 oraz ze względu na niesprzyjające warunki pogodowe. W czasie tankowania, inżynierowie wykryli długie pęknięcie w piance izolacyjnej zewnętrznego zbiornika paliwa ET. Pewien czas później, po usunięciu warstwy pianki, technicy wykryli cztery pęknięcia w pobliżu dwóch elementów, które odpowiadają za nadanie strukturalnej stabilności sekcji intertank, tzw. podłużnic.

Pęknięcia naprawiano poprzez przycięcie uszkodzonych fragmentów podłużnic, wymiany na nowe fragmenty, a następnie instalację dodatkowych wzmocnień. W tym samym czasie NASA wszczęła postępowanie, którego celem miała być analiza przyczyn oraz skutków powstania pęknięć. Wydano też rozporządzenia odnośnie przeprowadzenia testów, mających zweryfikować integralność konstrukcyjną zbiornika ET.

Menedżerowie programu wahadłowców zadecydowali także o przeprowadzeniu pełnego testu tankowania, które miało miejsce 17. grudnia. Celem było zebranie danych z precyzyjnego pomiaru wartości termicznych oraz naprężeń, towarzyszących tankowaniu kriogenicznego tlenu. W czasie tankowania górne części podłużnic sekcji międzyzbiornika (intertank) są minimalnie przyciągane do środka ET.

Nie należy jednak zapominać, iż zbiornik zewnętrzny został zaprojektowany z myślą o jego kontakcie z super zimnymi paliwami. Inżynierowie nie znaleźli jak dotąd właściwej, pojedynczej przyczyny wykrytych jak do tej pory ośmiu pęknięć. Może to wskazywać na zajście ‘niewytłumaczalnej anomalii’ jak pisaliśmy w jednym z ostatnich artykułów. W laboratoriach trwają testy, których celem jest uzyskanie na egzemplarzach podłużnic podobnych uszkodzeń, jakie miały miejsce w rzeczywistości. Pozwoli to na przeanalizowanie modeli zajścia uszkodzeń oraz lepszego zrozumienia zachowania integralności strukturalnej zbiornika.

Oczekuje się także, iż testy ukażą czy modyfikacja ‘radius-block’, która była sprawdzoną metodą naprawy uszkodzonych podłużnic na etapie fabrykacji zbiornika, będzie miała jakiś wpływ na przybliżenie Discovery do startu, w wypadku nieznalezienia konkretnej przyczyny problemu.

Cztery małe pęknięcia, odkryte po świętach Bożego Narodzenia, naprawiane są według takiego samego schematu jak pierwsze cztery, czyli m.in odcięciu naruszonej podłużnicy i instalacji wzmocnień. Modyfikacja ‘radius-block’ polega z kolei na usunięciu nitów, które mocują podłużnice do międzyzbiornika, następnie instalacji elementów wzmacniających po obu stronach każdej podłużnicy. Na końcu instaluje się ponownie nity mocujące.

W ramach szeroko zakrojonych badań, sprawdzono także pozostałe dwa zbiorniki, które mają zostać użyte w ostatnich misjach wahadłowców. Wyróżnia się tutaj zewnętrzny zbiornik dla misji STS-134, będący starszą jego wersją. Zniszczony został podczas huraganu Katrina, a w późniejszym czasie przeprowadzono modyfikacje oraz jego przygotowania do misji. Zbiornik ten, noszący oznaczenie ET-122, został zbudowany przy użyciu innych materiałów, które nie posiadają historii związanej z pęknięciami.

(NASA)

Share.

Comments are closed.