ננסה לתאר בקצרה מה תפקיד ההליום במערכת ההנעה של סטארליינר, איפה הסיכונים כאשר יש דליפה שכזו ולמה להערכתי המהנדסים של בואינג אישרו לצאת לטיסה למרות שהם ידעו עוד לפני השיגור שקו הליום דולף
ב-7 ביוני דיווחנו כאן שצוות החללית (המקוללת) סטארליינר של בואינג, הצליחו לעגון את החללית בתחנת החלל הבינלאומית, תוך כדי שהם מתגברים על דליפת הליום במנועי הבקרה שלה.
כאן עברה בי המחשבה – בשביל מה המנועים צריכים הליום?
בדרך כלל הכתבות שלי לא אקטואליות ואפשר לקרוא אותם בכל זמן, אך הפעם קצת חרגתי ממנהגי. ננסה לתאר בקצרה מה תפקיד ההליום במערכת ההנעה של סטארליינר, איפה הסיכונים כאשר יש דליפה שכזו ולמה להערכתי המהנדסים של בואינג אשרו לצאת לטיסה למרות שהם ידעו עוד לפני השיגור שקו הליום דולף [1].
חללית הסטארליינר כוללת 64 מנועים שממלאים תפקידים שונים, 28 מתוכם הם מנועי בקרה, RCS (Reaction Control System). אלה המנועים שבעזרתם מנהגים את החללית ושולטים על התנועה הזוויתית שלה [2]. חלק מהמנועים האלה ניתן לראות באיור מטה
מנועי ה-RCS של הסטארליינר הינם תוצרת חברת Aerojet Rocketdyne, מודל MR-104 [4] [5]. יוצרו בטכנולוגיית מנוע חד הודף (Monopropellant thruster), זאת אומרת, הדלק מוזרם על מצע קטליטי שגורמת לדלק להידלק ובכך לייצר את הדחף הנדרש. הטכנולוגיה הזו מאוד ותיקה ונוסתה לראשונה עוד לפני מלחמת העולם השנייה. היתרון הגדול – אין צורך במחמצן, זה כמובן מוריד ממורכבות המערכת ומעלה את האמינות שלה. למרות שלאורך השנים פותחו טכנולוגיות הנעה לחלל יעילות בהרבה, מנועי הדף מסוג זה עדיין משמשים במגוון מערכות, כולל הסטארליינר.
ובכן, גז ההליום משמש במנועי הבקרה של החללית לדיחוס הדלק. באיור למטה מופיעה סכמה פשטנית של מערכת דלק של מנוע חד הודף טיפוסית ל-3 מנועים (באופן שרירותי ציירתי שלושה מנועים, מספר שלהם כמובן משתנה בהתאם לצורך). לא מצאתי באינטרנט את סכמת מערכת ההנעה של סטארליינר, אך אני מעריך היא דיי דומה.
דלק נדחס במכל האגירה על ידי גז ומופרד ממנו בעזרת דיאפרגמה מגומי. כאשר ניתנת פקודה לפתוח את השסתום, הדלק יוצא מהמכל למנוע ספציפי שמייצר את הזווית הנדרש לחללית.
נזכור, בהתאם להחלטת מהנדסים, בחללית יכולים להיות כמה מיכלים, זאת על מנת לייצר יתירות שאם תקרה תקלה במיכל דלק/ הליום אחד, היא לא תשפיע על כל המערכת.
או קיי, אז אחרי שקצת התעמקנו, מה אפשר להסיק? דבר ראשון, אכן דליפת הליום עלולה להיות בעיה רצינית. אם ההליום ידלוף החוצה, הדלק לא יהיה מדוחס ולא יסופק למנוע. דבר שני, התקלה ככל הנראה קרתה בברז המילוי של ההליום.
כעת נשאלת השאלה, למה החללית בכל זאת שוגרה ובסופו של דבר המשימה הושלמה בהצלחה? כאן אני כבר נכנס לעולם של השערות וקצת ספקולציות, אבל בכל זאת ננסה לתת ניחוש מושכל. מכל החיפושים שעשיתי, לא מצאתי נתונים אודות גודל הדליפה, אבל מדברים על דליפה "קטנה" [6], כך שיכול להיות שלמרות הדליפה, נשאר עדיין מספיק לחץ הליום שידחוף את הדלק לכיוון המנוע. עניין נוסף הוא כמובן היתירות. כפי שנאמר, בסטארליינר יש 28 מנועים, אך הם לא חייבים להיות מוזנים ממיכל יחיד. כנראה שיש בחללית כמה "ענפים" מקביליים שכל אחד מהם מורכב מקבוצה של מנועי RCS מחוברים למיכל יחיד. תכנון כזה מייצר יתירות – אם יש תקלה בענף אחד או אפילו יותר, אפשר עדיין להמשיך במשימה. השערה זו מקבלת אישוש נוסף, כי מדברים על השבתה של שלושה עד חמישה מנועי RCS.
כמו כל הכתבות שלי, גם כתבה זו מוקדשת לבת שלנו, מיכל, ז"ל.
מקורות
[1] NASA and Boeing monitoring 3 helium leaks on Starliner ahead of ISS docking
[4] Aerojet Rocketdyne Ships Starliner Re-entry Thrusters
[5] MR-104J 440N
[6] Boeing Starliner's helium leak explained by engineer – 'Crew is in no danger'
תגובה אחת
תודה.כתבה מעניינת ומאירה