ULA מכין בוסטר Vulcan לבדיקות מיכל קריוגני

United Launch Alliance גלגלה מאמר ניסוי עבור רקטת הוולקן החדשה שלה למנחת שיגור בקייפ קנוורל ביום רביעי, והזיזה את המאיץ למצב עבור סדרה של בדיקות מיכל קריוגני שמתחילות בימים הקרובים.

השלב הראשון של וולקן בגובה 110 רגל (33.5 מטר) נסע על פלטפורמת שיגור ניידת לאורך פסי רכבת ממרכז טיסות החלל של ULA בתחנת כוח החלל קייפ קנוורל עד לריפוד 41, מתחם שיגור על חוף הים שצוותים שינו כדי לתמוך במשימות וולקן והמשיך טיסות של רקטת אטלס 5 של ULA.

רכב השיגור של וולקן קנטאור, שבסופו של דבר יחליף את משפחות הרקטות אטלס ודלתא של ULA, אמור להתרומם לראשונה בשנה הבאה. אספקת מנועי שלב א 'מסוג BE-4 המוכנים לטיסה, מורידה את לוח הזמנים לטיסת הבדיקה הראשונה של וולקן.

בזמן שצוות המפעל של ULA בדקטור, אלבמה, ממתין למסירת המנוע, צוות ההשקה של החברה בקייפ קנווראל מתקדם עם בדיקות "מסלול" באמצעות מאמר בדיקה בשלב הראשון.

ULA שלחה מוקדם יותר השנה את מגביר המסלול של וולקן מאלבמה לפלורידה. הוא מצויד בשתי יחידות בדיקת מנוע BE-4 ששימשו בעבר לירי בדיקה במתקן של Blue Origin במערב טקסס.

מארק פלר, סמנכ"ל הפיתוח הגדול של ULA, אמר בראיון ל- Spaceflight Now כי בדיקות המיכל הקריוגניות הקרובות יאפשרו למהנדסים לאמת את האופן שבו החברה מתכננת להעמיס דלק לתוך הרקטה הוולקנית במהלך ספירה לאחור של ממש.

"יש לנו ניסיון עצום עם דלק קריוגני", אמר פלר ל- Spaceflight Now. "אטלס ודלתא הן כלי רכב קריוגניים. לדלתא יש דלק קריוגני וגם חמצון ".

השלב הראשון של וולקן מופעל על ידי גז טבעי מנוזל, במקום דלק מימן נוזלי ונוזלי המניע את רקטות אטלס 5 ודלתא 4. ULA תמשיך להשתמש בחמצן נוזלי סופר-קר-אותו חמצון המשמש ברקטות אטלס ודלתא-כדי לאפשר למנועי BE-4 של וולקן לירות במהלך דקות הטיסה הראשונות.

"יש כאן שני דברים ייחודיים", אמר פלר. "שינינו את המערכות, לכן אנו רוצים לאמת אותן. ושניים, הרכב בקנה מידה שונה במקצת. אז אנחנו רק רוצים לקחת זמן. זה עוזר לנו לאמת את כל הניתוחים והתחזיות שלנו, וכל אקסטרפולציה של נתונים שאנו מביאים מאטלס ודלתא. זה עלול לקחת קצת יותר זמן, או שזה יכול להיות קצת יותר מהיר להעמיס את הרכב ולצנן את הטנקים ולהוריד את המנועים ".

קוטר שלב הליבה של וולקן (17.7 רגל), ומכיל מיכלי דלק מאלומיניום למתאן וחמצן נוזלי עבור מנועי הכפול BE-5.4. השלב הראשון של וולקן רחב יותר מ -4 מטרים משלב הליבה של האטלס 5.

שלב ליבה וולקן טעון במלואו יכיל יותר ממיליון פאונד של דלק נוזלי, כ -50 אחוז יותר מסה דוחפת מהשלב הראשון של האטלס 5.

"אנו משתמשים בתוכנות קרקעיות כדי לפקח על הרכב לאורך כל הפעולות הללו כדי לשמור על מצב בטוח, ואנו עושים סימולציה נרחבת של כל זה, אך זוהי הדמיה במעבדה, במעבדת האינטגרציה שלנו בדנבר", אמר פלר. "אז זה נותן לנו את ההזדמנות לעשות את זה, לא רק עם חומרה בלולאה, אלא דלק קריוגני בלולאה.

"לרוב, זה אימות של נהלים ותהליכים, אימות של תוכנות קרקעיות, והכל במאמץ לקחת את הזמן מחוץ לקמפיין השקה רגיל, ולהקדיש את הזמן לעבד את זה ולקבל את כל זה מעודכן ואומת, "אמר פלר. "אז כשאנחנו יוצאים לשם עם הרכב הראשון, יש לנו את הניסיון הזה וזה עובר בצורה חלקה."

ULA, מיזם משותף של 50-50 בין בואינג ללוקהיד מרטין, סיימה את השדרוגים לרפידה 41 ולמתקן האינטגרציה האנכית הסמוכה, שבה צוותים מרכיבים רקטות, בכדי להכיל את הרקטה הגדולה וולקן קנטאור.

הגז הטבעי הנוזלי, או המתאן, הדלק שנשרף על ידי מנועי ה- BE-4 הדו-שלביים של וולקן, דרש מ- ULA להתקין מיכלי אחסון חדשים בכרית 41.

שלושת מיכלי האחסון של מתאן 100,000 אלף ליטר ממוקמים בצד הצפוני של כרית 41. החברה גם שידרגה את מערכת המים לדיכוי הקול של כרית השיגור, מה שמעכב את האקוסטיקה העזה שנוצרת משיגור רקטות.

במתקני אחסון דלק מימן נוזלי וחמצן נוזלי במשטח 41 היו גם שדרוגים כדי להתאים את הבמה העליונה הגדולה יותר של קנטאור שתעוף על רקטות וולקן.

לאחר שהגיעה רקטת מוליך הוולקן לקייפ קנוורל, ULA הרימה את אנכי ההגבהה על גבי פלטפורמת השיגור של וולקן.

ULA גלגלה את הרקטה לרפידה 41 בתחילת השנה וזרמה דלק ממכלי האגירה החדשים דרך קווי האספקה ​​המובילים לפלטפורמת השיגור של וולקן. הרציף מחבר את מגבר הוולקן לקווי הדחף באמצעות חיבור בבסיס הכרית.

"כבר מילאנו את הטנקים האלה כדי שנוכל להבין את המאפיינים", אמר רון פורטסון, מנהל ומנהל כללי של פעולות השיגור, בזמן שהנחה את העיתונאים סביב לוח השיגור בחודש מאי. "הזרמנו את הדלק בכל הקווים. אנו קוראים להם בדיקות זרימה קרה. זרמנו דרך כל הקווים עד לחיבור עם ה- VLP, שהיא פלטפורמת השיגור של וולקן, כשהרקטה הוולקנית יושבת למעלה ”.

"זה היה המבחן האחרון של מערכות הקרקע ופלטפורמת ההשקה הניידת, ה- VLP", אמר פלר ביום שני. "אבל עצרנו ממש מלמשוך את הדלק לתוך הרכב. חזרנו ל- SPOC, שם הקמנו יכולת עיבוד רכב מוגבלת לבצע עוד כמה קופות.

"אז השלב הבא שלנו כאן, שיעלה בקרוב, הוא לחזור החוצה ולהתחיל לזרום דלק לרכב בפועל", אמר פלר. "אז מערכות הקרקע וה- VLP נבדקות. עכשיו נתחיל לצבור ניסיון בהעמסת דלק על הרכב, אימות נהלים, לוחות זמנים, תוכנות קרקעיות, כל הדברים שאנחנו צריכים לעשות כדי לסייע לשרוף את הסיכון שלנו ולהבטיח את הנכונות להמשיך במסע ההשקה הראשון שלנו ".

פלר אמר כי צוות ההשקה של ULA, המוצב במרכז המבצעים של Atlas Spaceflight ב- Cape Canaveral, יפעיל את מגביר השבילים של וולקן באמצעות קופות סטנדרטיות לאחר שהגיע לרפידה.

מהנדסים ינקטו בגישה זהירה עם מבחני הטנקים, יטענו תחילה חמצן נוזלי למגבר הוולקן ויעריכו את תגובת הרקטה. לאחר ניקוז החמצון, צוותי ULA יעריכו נתונים לפני שימשיכו לשלב הבדיקה הבא.

"אז, אם אנחנו מוכנים, נמשיך קדימה ונעשה LNG (גז טבעי נוזלי) בלבד, ניקח יום בערך לערוך את הנתונים האלה, ואז נלך ונעשה בדיקה משולבת שבה נטען את שניהם דחפים, "אמר פלר. "נעשה זאת על ציר זמן להליך התואם את יום הספירה לאחור."

ULA תעבור בספירה לאחור של מספר שעות לפני שתדמה הפלה בסביבות T-minus 10 שניות, לפני שמנועי BE-4 יתלקחו להשקה אמיתית, אמר פלר.

במהלך השלב האחרון של הספירה לאחור, לוחצים על מיכלי ההנעה של הרקטה, ומנועי BE-4 יעברו מיזוג צנן, הליך הכולל הזרמת כמויות קטנות של דלקים קרים במיוחד דרך קווי נוזל לפני הצתה.

"אנחנו יכולים לאמת את זמני ההשבתה של המנועים, ואנחנו יכולים לגמבל את המנוע ולעשות כל מיני דברים אחרים, אבל לא נפסיק להישרף", אמר פלר.

ULA מנצלת הפסקה בפעולות ההשקה של אטלס 5 בקייפ קנווראל כדי להשלים את בדיקת מוליך הנתיבים של וולקן. ULA תכננה לשגר רקטה מסוג אטלס 5 בטיסת ניסוי ללא טייס של קופסת צוות סטארלינר של בואינג בתחילת החודש, אך בואינג ביטל את המשימה בגלל בעיות בשסתום החללית.

השלב הראשון של טיל אטלס 5 שהוקצה לטיסת המבחן סטארלינר ישמש כעת לשיגור הבא של ULA מפלורידה. משימה זו, שתועמד להעלאה ב -16 באוקטובר, תוביל את החללית הרובוטית של לוסי לאסטרואיד של לוסי לחלל.

לאחר השלמת בדיקות מיכל המסלולים, ULA תשלח את מגבר הוולקן בחזרה למפעל החברה באלבמה כדי לאבזר אותו לקראת השקה עתידית. בינתיים, עובדי המפעל מסיימים הרכבה של רקטת וולקן אחרת שתצא לטיסת הניסוי הראשונה בשנה הבאה.

הרקטה הוולקנית יכולה לעוף עם אפס, שניים, ארבעה או שישה מגביר טילים מוצקים. ULA פיתחה גרסה משודרגת של מנועים כפולים של הבמה העליונה המכילה מימן של קנטאור המופעל על ידי רקטת וולקן.

בסופו של דבר, שדרוגים נוספים לשלב העליון החדש של "קנטאור 5" יאפשרו לרקטת וולקאן קנטאור "מקל אחד" להעלות את הרקטה של ​​דלתא 4-כבדה של ULA, המשלבת שלוש שלבי ליבה של רקטת דלתא 4 כדי לתת לעומסים כבדים דחיפה נוספת לחלל .

פלר אמר כי ULA מצפה לקבל בסוף השנה את זוג מנועי ה- BE-4 המוכנים לטיסה מ- Blue Origin, מה שיאפשר לחברה לשלוח את המאיץ הראשון בדירוג הטיסה לקייפ קנוורל בתחילת 2022.

זה יתחיל סדרת בדיקות נוספת במשטח ההשקה של וולקן, שיסתיים בחזרה מלאת הספירה לאחור שתסתיים בהפעלת מבחן של שני מנועי BE-4.

לאחר סיום ירי מוכנות הטיסה, צוותי הקרקע יתקינו זוג מגבירי טילים מוצקים של נורת'רופ גראמן לשלב הליבה של וולקן ויכינו את המשגר ​​לטיסה הראשונה שלו.

שיגור וולקן הפתיחה יעלה מנחת ירח מסחרית שנבנתה על ידי אסטרובוטיק, ותטיל מטענים מדעיים על פני הירח בחוזה עם נאס"א. שיגור שני של וולקן קנטאור שתוכנן בסוף 2022 ישגר מטוס חלל הנושא מטען מסיירה נבדה במשימת אספקה ​​מחדש לתחנת החלל הבינלאומית.

אם שתי המשימות הראשונות יצליחו, כוח החלל האמריקאי יטהר את רקטת וולקאן קנטאור כדי להתחיל לשגר לוויינים צבאיים קריטיים.

ULA חשפה את רקטת וולקן בשנת 2015. היא תוכננה לעידן חדש בתעשיית השיגורים האמריקאית המאופיינת בתחרות מוגברת, במיוחד מצד SpaceX, ושוק משתנה.

צבא ארה"ב הוא לקוח עוגן של ULA. פקידי הפנטגון הודיעו באוגוסט האחרון כי ULA תקבל 60 אחוזים מחוזי השיגור הלוויינים הקריטיים ביותר של הצבא שיוענקו עד סוף 2024 למשימות שימריאו בין 2022 לסוף 2027.

SpaceX תקבל 40 אחוז מחוזי ההשקה לביטחון לאומי באותה תקופה, מה שמקנה לפנטגון שתי חברות עצמאיות המסוגלות לשרת את כל צרכי השיגור של המעבר הבינוני והכבד.

ההסכמים עם ULA ו- SpaceX מכסים חוזים לשיגור לוויינים עבור חיל החלל האמריקני, משרד הסיור הלאומי, סוכנות ההגנה מפני טילים ושירותים וסוכנויות צבאיות אחרות.

אבל הרקטה של ​​אטלס 5 לא נעלמת מיד, ורפידה 41 תתמוך בשיגורים של שני סוגי הרקטות במשך מספר שנים. ULA מתכננת 30 משימות נוספות של אטלס 5 או יותר לפני פרישת הרקטה לטובת הקנטאור וולקן.

כתובת אימייל המחבר.

עקוב אחר סטיבן קלארק בטוויטר: @ StephenClark1.

מקור: https://spaceflightnow.com/2021/08/25/ula-readies-vulcan-booster-for-cryogenic-tanking-test/