Когда Илон Маск и его команда в SpaceX надеялись сделать свою ракету Falcon 9 еще более мощной, они придумали креативную идею: хранить топливо при сверхнизких температурах, чтобы уменьшить его объём, что позволит им заливать в баки большее количество топлива.
По мнению некоторых экспертов по безопасности, этот подход сопряжен с серьезным риском. При этих экстремальных температурах топливо нужно будет заправлять непосредственно перед взлетом — в то время как астронавты находятся на борту. Авария или искра во время этой операции, известной как «заправил и полетел», может вызвать взрыв.
Это предложение вызвало тревогу у членов Конгресса и советников по безопасности НАСА, поскольку агентство и SpaceX готовятся к запуску людей на орбиту уже в этом году. Одна из наблюдательных групп пса обозначила процедуру заправки с последующим стартом как «потенциальный риск для безопасности». Консультативная группа НАСА в письме предупредила, что этот метод «противоречит критериям безопасности ракеты-носителя, которые существуют более 50 лет».
Озабоченность НАСА безопасностью астронавтов достигла высокой точки, когда в сентябре 2016 года ракета SpaceX Falcon 9 взорвалась, когда она заправлялась перед испытанием двигателя. Никто не пострадал, но полезная нагрузка, многомиллионный спутник, была потеряна.У многих людей в НАСА мгновенно возник вопрос: что, если бы астронавты были на борту?
Проблема заправки возникает как точка напряженности между космическим агентством, одержимым безопасностью, и независимой компанией, управляемой Маском, предпринимателем в области технологий, который хорошо известен своим драматическим талантом и расширением границ ракетной науки.
В этом столкновении культур SpaceX является смелым, в стиле Кремниевой долины, предприятием, которым руководит человек, который буквально продает огнеметы в Интернете и безоговорочно принимает риск. Маск возрождает интерес к космосу, посредством акробатических посадок ступеней ракет-носителей и сногсшибательными трюками, такими как запуск кабриолета Tesla к Марсу.
Его чувствительность столкнулась с бюрократической системой НАСА, которая была обвинена в чрезмерной консервативности после двух катастроф шаттла, в результате которых погибли 14 астронавтов.
Озабоченность НАСА разделяют и другие. Джон Малхолланд, который контролирует контракт Boeing на полеты астронавтов на Международную космическую станцию и когда-то работал на космическом челноке, сказал, что в прошлом НАСА отказывалось от заправки топлива непосредственно перед стартом, потому что «мы никогда не могли чувствовать себя спокойно, в связи с угрозой безопасности, возникающей при таком подходе. Когда вы заправляете более плотное топливо, то это, по своей сути, не является стабильной ситуацией».
Сторонники SpaceX говорят, что традиция и старые способы мышления могут быть врагом инноваций и препятствовать усилиям по открытию границ космоса.
Грег Аутри, профессор бизнеса в Университете Южной Калифорнии, сказал, что процедуры «заправил и полетел» были темой горячих обсуждений, когда он служил в переходной команде НАСА администрации Трампа.
«НАСА должно быть рискованной организацией», — сказал он. «Но каждый раз, когда бы мы упоминали о риске при пилотируемых полетах, люди в НАСА говорили« Но, вы должны помнить о шрамах», и они говорили о двух катастрофах шаттла. Казалось, что они стали жертвами прошлого и не хотят попробовать что-то новое, из-за этих шрамов».
В недавнем выступлении Роберт Лайтфут, бывший и.о. директора НАСА, сокрушался в откровенных выражениях, как агентство с обществом в целом стало слишком не расположенным к риску. Он дал напутствие агентству вернуть немного молодой прыти, благодаря которой удалось отправить человека на Луну в эпоху Аполлона.
«Я переживаю, если честно, что мы бы никогда не запустили «Аполлон» в нынешних обстоятельствах, — сказал он во время выступления на Космическом симпозиуме в прошлом месяце, — и Базз [Олдрин] и Нил [Армстронг] ен смогли бы ступить на Луну при том отношении к риску, которое мы имеем сегодня».
НАСА требует, чтобы SpaceX и Boeing соответствовали требованию, которое включает некоторые сложные расчёты: вероятность гибели может быть не более 1 на каждые 270 полетов.
Один из способов гарантировать это, как сказал Лайтфут в своем выступлении, никогда не летать: «Самое безопасное место — на земле».
Шаттлы отложены
Тем не менее, шрамы глубоки.
НАСА потеряло 14 астронавтов в двух космических катастрофах, что стало результатом глубоких системных некогда проблем молодого и отчаянного агентства, которое, по мнению многих, стало склеротическим.
В ходе расследования катастрофы шаттла Сolumbia в 2003 году, следственный комитет по расследованию авиационных происшествий обвинил НАСА за то, что оно не смогло извлечь «горькие уроки» от взрыва Challenger в 1986 году. Сolumbia была потеряна насколько из-за «нарушенной культуры безопасности», настолько из-за куска пены который оторвался и повредил тепловой щит челнока. Эта вторая катастрофа помогла привести к прекращению полётов шаттла в 2011 году, в результате чего НАСА потеряло возможность запускать астронавтов с территории США.
Вместо этого НАСА платит России за отправку своих астронавтов на Международную космическую станцию, которая стоит агентству миллионов. В 2006 году Россия брала 21,3 миллиона долларов за место. Цена выросла до 81,9 млн. долларов США к 2015 году.
Чтобы положить конец зависимости от России, НАСА обратилось к частному сектору, передавая ответственность по доставке астронавтов на космическую станцию двум компаниям — SpaceX и Boeing — с которыми были заключены контракты на сумму 6,8 млрд. долларов США. Другие частные компании в конечном итоге могли конкурировать за другие правительственные контракты на запуск — в том числе Blue Origin, которая была основана владельцем Washington Post Джеффри П. Безосом, — но никто из них, как ожидается, не будет отправлять людей на космическую станцию в ближайшее время.
Поворот к частным компаниям позволяет НАСА сосредоточиться на дальнем космосе. Но SpaceX и Boeing столкнулись с проблемами и задержками. Теперь, когда засуха в космических пилотируемых полётах продолжается седьмой год, НАСА сталкивается с перспективой еще больших задержек — и вопросы о том, будут ли подрядчики, на которых оно полагается, иметь лучший послужной список, чем агентство, которое отправило человека на Луну ,
«Это действительно очень сложная задача — космические пилотируемые полёты», — говорит Фил Макалистер, директор отдела развития космических полетов НАСА. «У вас есть тысячи фунтов действительно высокоэнергетического ракетного топлива на борту. У вас происходят контролируемые мини-взрывы. Вы должны выжить в суровых условиях космоса, которые не очень дружелюбны по отношению к человеку. И потом вы должны вновь войти в атмосферу, и космический корабль нагревается до нескольких тысяч градусов».
SpaceX выполнила 18 успешных запусков в прошлом году — рекорд, и в этом году стремится к большему. Но она также потеряла две из своих ракет Falcon 9 при взрыве, и при всех её достижениях, она никогда не пыталась летать с людьми.
Первая неудача случилась в 2015 году, когда ракета взорвалась через пару минут после взлета, когда она летела с грузом на космическую станцию. Никого не было на борту, и никто не пострадал. Затем, чуть более года спустя, взорвалась еще одна ракета, на этот раз на стартовой площадке, когда она заправлялась перед испытанием двигателя.
Тогда Маск заявил, что если бы экипаж был на борту, он был бы переправлен системой аварийного спасения в безопасное место. Тем не менее, эта неудача вынуждает компанию изменять конструкцию баков с гелием под давлением, которые расположены внутри топливных баков ракеты.
Теперь SpaceX готовится летать с астронавтами на обновленной версии той же ракеты. И её решение заправлять ракеты топливом с астронавтами на борту привлекает пристальное внимание.
Чтобы добиться большей мощности своей ракеты, SpaceX доводит компоненты топлива — жидкий кислород и очищенный керосин — до необычно низкой температуры. Это делает их плотными, то есть SpaceX может заправить больше топлива в свои ракеты.
Для SpaceX подход является еще одним примером того, как он разрушает шаблоны. Более плотное топливо«обеспечивает больший запас топлива для повышения надежности», говорится в заявлении компании. Другими словами, если что-то пойдет не так в миссии, ракета будет иметь больше топлива, чтобы справиться с чрезвычайной ситуацией. Яркие посадки первых ступеней SpaceX также требуют дополнительного топлива.
Но для других это лишний риск. На слушаниях на Капитолийском холме в начале этого года, члены Конгресса добивались ответа от вице-президента SpaceX Ханса Кенигсманна относительно безопасности процесса загрузки и последующего запуска.
Кенигсманн сказал, что заправка занимает всего около получаса, «относительно быстрая процедура, и мы считаем, что такая продолжительность является самой короткой и, следовательно, обеспечивает самый безопасный подход».
И компания отмечает, что, если что-то пойдет не так, когда топливо заправляется, система аварийного спасения ракеты позволила бы астронавтам безопасно эвакуироваться. Она также проводит статическое огневое испытание, быстрый тест на запуск двигателей в дни, предшествующие запуску, чтобы убедиться, что всё работает правильно.
И так как её ракеты и космический корабль Draagon являются многоразовыми, компания проверяет их после каждого полета, давая ей глубокое понимание того, как работают транспортные средства.
«Как и во всех анализах рисков по всей системе и операциям, были определены меры контроля за этими рисками, и они будут внедрены и тщательно проверены до сертификации», — говорится в заявлении компании.
Но в письме в НАСА от 2015 года Томас Стаффорд, отставной генерал-лейтенант ВВС, а затем председатель консультативного комитета агентства по космической станции, писал, что «существует единогласное и решительное мнение комитета, что запланированное нахождение экипажа на борту космического корабля Dragon до заправки окислителя в ракету противоречит критериям безопасности, которые существуют более 50 лет как в этой стране, так и на международном уровне».
На слушании в этом году Уильям Герстенмайер (William Gerstenmaier), заместитель директора НАСА по пилотируемым полётам, сказал, что агентство не решило, позволит ли оно SpaceX загружать экипажи перед заправкой топлива, но он не исключил этого.
Он пообещал, что агентство «будет уверено, что мы действительно в безопасности, чтобы лететь, и система готова к пилотируем полётам, прежде чем мы допустим их на борт».
Бывший и.о. директора НАСА Лайтфут заявил в интервью, что агентство проводит серьёзные обсуждения со SpaceX о самом безопасном пути. Агентство имеет долгую историю сотрудничества со SpaceX, сначала нанимая его для перевозки грузов на станцию и теперь для отправки экипажа.
«Речь идет о проведении хорошего обсуждения относительно риска, чтобы мы это поняли», — сказал он. «Я бы сказал, что вместо того, чтобы работать в прессе, мы работаем в советах по обсуждению технических вопросов».
«Вы должны видеть людей»
Несмотря на свое стремление раздвинуть границы, SpaceX заявляет, что она серьезно относится к безопасности полётов, и делает все возможное, чтобы изучить каждый аспект конструкции ракеты, вплоть до отдельных клапанов, чтобы ракета соответствовала требованиям безопасности и вероятность смертельного исхода не превосходила 1/270, сказал Бенджи Рид, директор программы пилотируемых полётов SpaceX.
Когда Рид был на мысе Канаверал, штат Флорида, в ходе недавней поездки он посетил комнату, где семьи астронавтов, участвовавшие в программе космических челноков, ожидали запуска ракеты.
Они были ошеломлены, увидев, что доска с рисунками, сделанными детьми экипажа, погибшего в 2003 году в катастрофе Columbia, все еще сохранялась там.
«Это действительно убеждает, — сказал Рид. «Речь идёт ен только о тех. кого мы отправляем в полёт, но и о всех их семьях. Поэтому мы относимся к этому очень серьезно, и мы понимаем, что наша задача — безопасно отправить людей и безопасно вернуть их обратно. Вы должны видеть их как своих друзей и своих коллег».
Но даже для лучших инженерных умов в НАСА, расчет риска — это несовершенная наука. В системах, которые по своей природе опасны и сложны, слишком много неизвестных.
«Даже выявление всех рисков невозможно», — сказал Герстенмайер во время выступления в прошлом году. «Кроме того, риск не сводится только к статистике».
Перед самым первым рейсом челнока НАСА подсчитало, что вероятность гибели составляла от 1 к 500 до 1 к 5000. Позже, после того, как агентство собрало данные с рейсов челноков, оно вернулось и получило совсем другое число. Вероятность гибели была фактически 1 к 12.
(washingtonpost.com)
.
