SpaceX: scoperta la causa dell’esplosione della Crew Dragon

A distanza di quasi tre mesi dallo sfortunato incidente che lo scorso aprile aveva distrutto la capsula Crew Dragon durante alcune prove a terra, SpaceX ha comunicato l’esito delle indagini condotte insieme a NASA, FAA, NTSB e USAF.

Il design della Crew Dragon comprende due distinti sistemi di propulsione: un sistema bi-propellente a bassa pressione con sedici propulsori Draco per manovre in orbita, e un sistema bi-propellente ad alta pressione con otto propulsori SuperDraco da utilizzare solo come sistema di fuga durante le fasi di lancio.

Dopo la missione dimostrativa della capsula verso la Stazione Spaziale Internazionale, conclusasi con pieno successo nel marzo 2019, SpaceX aveva eseguito test aggiuntivi sui sistemi di propulsione del veicolo per garantirne la funzionalità e rilevare eventuali problemi a livello di sistema prima di un “abort test” che avrebbe utilizzato lo stesso veicolo che aveva raggiunto l’avamposto spaziale.

Le prove iniziali con i propulsori Draco si erano concluse con successo, ma poco prima del test conclusivo da svolgersi con otto propulsori SuperDraco è avvenuta un’esplosione catastrofica che ha portato alla distruzione del veicolo.

In seguito all’anomalia SpaceX ha prontamente formato un team di indagine comprendente funzionari della NASA, osservatori della Federal Aviation Administration (FAA) e del National Transportation Safety Board (NTSB), e ha iniziato un lavoro sistematico di analisi dell’albero dei guasti per determinarne la causa più probabile.

Inoltre SpaceX ha lavorato a stretto contatto con l’US Air Force (USAF) per proteggere il sito di test e raccogliere e pulire i detriti come parte dell’indagine. La Landing Zone 1 è stata resa quindi nuovamente operativa prima del lancio della missione STP-2 con il Falcon Heavy, così da consentire l’atterraggio dei due booster laterali proprio sulle Landing Zone 1 e 2 lo scorso 25 giugno 2019.

Cosa è stato scoperto

L’esame iniziale dei dati ha indicato che l’anomalia si è verificata circa 100 millisecondi prima dell’accensione degli otto propulsori SuperDraco della Crew Dragon, durante la pressurizzazione dei sistemi di propulsione del veicolo.

Le prove raccolte dimostrano che una perdita all’interno di un componente ha consentito all’ossidante liquido – il tetrossido di azoto (NTO) – di entrare nei tubi di elio ad alta pressione durante la manutenzione. Tracce di NTO sono poi entrate in una una valvola del circuito dell’elio durante l’inizializzazione rapida del sistema di fuga (LES), causandone il cedimento strutturale.

Il guasto della valvola in titanio in un ambiente con NTO ad alta pressione è stato sufficiente a provocare la combustione della valvola stessa, che a sua volta ha causato l’esplosione.

Per comprendere appieno lo scenario e caratterizzare l’infiammabilità dei componenti interni in titanio della valvola e dell’NTO, nonché di altri materiali utilizzati all’interno del sistema propulsivo, il team investigativo ha eseguito una serie di esperimenti presso il sito di test di SpaceX a McGregor, in Texas.

I detriti raccolti dalla LZ-1 in Florida, oltre a consentire l’identificazione della inattesa combustione all’interno della valvola, sono stati determinanti anche per i test svoltisi in Texas. È interessante notare anche come i propulsori SuperDraco recuperati dalla LZ-1 siano rimasti intatti, sottolineando la loro robustezza ed estraneità alla dinamica degli eventi.

Inoltre, va sottolineato che la reazione tra titanio e NTO ad alta pressione non era prevista. Il titanio è usato su scala mondiale e in ambito spaziale in totale sicurezza da molti decenni. Ciò nonostante, lo static fire e la conseguente anomalia catastrofica hanno fornito una grande quantità di dati utili. Quanto emerso dal test di aprile e dalla seguente indagine porteranno a ulteriori miglioramenti nella sicurezza e affidabilità dei veicoli di SpaceX.

Cosa accadrà nel prossimo futuro

L’azienda di Musk intanto ha già avviato diverse azioni correttive, come l’eliminazione di qualsiasi possibilità di infiltrazione del propellente all’interno del sistema di pressurizzazione a elio gassoso. Al posto delle valvole di non ritorno, che in genere consentono al liquido di fluire in una sola direzione, sono stati installati i dischi a rottura, capaci di garantire una tenuta completa fino al raggiungimento di un determinato livello di pressione. Test approfonditi e analisi di queste misure correttive sono già iniziati in stretto coordinamento con la NASA e saranno completati con largo anticipo sui voli futuri.

Con diversi veicoli Crew Dragon in varie fasi di produzione e collaudo, SpaceX ha spostato in avanti l’assegnazione dei veicoli spaziali per rispettare le scadenze del contratto Commercial Crew Program. La capsula originariamente assegnata alla seconda missione dimostrativa di SpaceX verso la Stazione Spaziale Internazionale (Demo-2) effettuerà l’In-flight abort Test, mentre il veicolo originariamente assegnato alla prima missione operativa (Crew-1) verrà lanciato per la missione Demo-2.

Fonte: SpaceX