Anonim

Voor het ochtendgloren op 10 januari bliezen SpaceX-technici en ingenieurs opzettelijk een miniatuur Starship-tank op om recent verbeterde productie- en assemblagemethoden te testen, die waarschijnlijk zullen worden gebruikt om de eerste sterrenschepen te bouwen op weg naar vluchttests en baan.

SpaceX-CEO Elon Musk woog later op dezelfde dag snel op Twitter, onthulde enkele cruciale details over de tanktest van Starship en bevestigde feitelijk dat het een succes was. Hoewel enigszins niet intuïtief, is dit de tweede keer dat SpaceX opzettelijk grotendeels voltooide Starship-hardware heeft vernietigd om de grenzen van de huidige productie- en assemblagemethoden van het bedrijf te bepalen.

Opvallend is dat SpaceX op 20 november opzettelijk het Starship Mk1-prototype opzettelijk te druk heeft gezet in een zeer vergelijkbare - zij het op grotere schaal - test, waarbij het voertuig werd vernietigd en de bovenste tankkoepel honderden meters de lucht in vloog. Algemeen wordt aangenomen dat SpaceX (of misschien zelfs alleen Musk) heeft besloten dat Starship Mk1 niet geschikt was om te vliegen, wat het bedrijf ertoe bracht om van versnelling te veranderen en het prototype als een 'fabricage pathfinder' te beschouwen in plaats van het eerste Starship om te vliegen - wat Musk expliciet had gezegd slechts een paar maanden eerder.

Bopper (Baby StarPopper) vanochtend na het overdrukevenement in SpaceX Boca Chica. pic.twitter.com/PRTDQvvlRh

- Mary (@BocaChicaGal) 10 januari 2020

De las van koepel tot vat bereikte 7, 1 bar, wat redelijk goed is omdat ~ 6 bar nodig is voor een orbitale vlucht. Met preciezere onderdelen en betere lasomstandigheden zouden we ~ 8, 5 bar moeten bereiken, wat de 1.4 veiligheidsfactor is die nodig is voor een bemande vlucht.

- Buff Mage (@elonmusk) 10 januari 2020

In plaats daarvan leed Starship Mk1 onherstelbare schade tijdens zijn druktest en werd snel in de daaropvolgende weken geschrapt, hoewel verschillende segmenten gelukkig werden gered - misschien voor gebruik op toekomstige prototypes. In die zin kan worden gezegd dat de resultaten van de pop-test van 10 januari van de mini Starship-tank de weg hebben vrijgemaakt voor SpaceX om de eerste echt vluchtwaardige prototypen van Starship te bouwen - mogelijk tot aan de eerste ruimtewaardige voertuigen.

Uren na de test onthulde Musk dat de Starship-testtank bijna precies faalde waar en hoe SpaceX het verwachtte, barstte toen de las tussen de bovenste koepel en de tankwand faalde. Kritisch genoeg bereikte de tank een maximale aanhoudende druk van 7, 1 bar (103 psi), ongeveer 18% boven de werkdruk (6 bar / 87 psi) Musk zegt dat prototypen van Starship volledig geschikt moeten worden verklaard voor orbitale testvluchten. Met andere woorden, gezien de grootte van de tank, overleefde het een ongelooflijke ~ 20.000 ton (45 miljoen pond) kracht verspreid over zijn oppervlakte, gelijk aan ongeveer 20% van het gewicht van een hele Amerikaanse marinevliegtuig.

Musk heeft ook onthuld dat SpaceX Starships nodig heeft om minimaal 140% van die bedrijfsdruk te overleven voordat het bedrijf het ruimtevaartuig mensen laat lanceren.

Sommigen hebben minder dan genereus opgemerkt dat verschillende moderne ruimtevaart- en technische normen vereisen dat tankvoertuigtank wordt beoordeeld om niet minder dan 125% van hun bedrijfsdruk te overleven, terwijl deze testtank voor minder dan 118% onder identieke omstandigheden zou worden beoordeeld . Dit negeert echter verschillende belangrijke aandachtspunten. Eerst en vooral werd de Starship-testtank die opzettelijk op 10 januari was vernietigd, uit vrijwel niets samengesteld - gaande van de eerste las tot een voltooide druktest - in minder dan drie weken (20 dagen).

Ten tweede werden alle zichtbare las- en montagewerkzaamheden buiten in de elementen van Zuid-Texas uitgevoerd met slechts een geringe mate van bescherming tegen de kustwinden en de omgeving. Hoewel enkele voor de hand liggende aanpassingen werden aangebracht aan de specifieke methoden die werden gebruikt om de prototypetank te assembleren, lijkt het ook dat het meeste lassen met de hand werd gedaan. Voor het grootste deel, met andere woorden, waren de methoden die werden gebruikt om dit verbeterde testartikel te bouwen grotendeels ongewijzigd in vergelijking met Starship Mk1, waarvan wordt aangenomen dat het rond 3-5 bar (40-75 psi) is mislukt.

Bovendien lijkt het erop dat bijna alle aspecten van deze testtank kleinere structurele marges hebben, wat betekent dat de tankwanden en -koepels waarschijnlijk staalvoorraad gebruiken die aanzienlijk dunner is dan wat werd gebruikt op Starship Mk1. Dankzij de toevoeging van doorlopende (enkele las) stalen ringen, een getweakte koepelindeling en licht verfijnd lassen heeft deze testtank echter 20% tot 200 +% beter gepresteerd dan Starship Mk1 - nogmaals, allemaal samen vanaf nul in een periode van minder dan drie weken.

Image
SpaceX-technici lassen de tanks twee helften aan elkaar minder dan 24 uur voordat de tank met succes op druk werd getest. (NASASpaceflight - bocachicagal)

Zoals Musk opmerkt, met relatief kleine verbeteringen aan lasomstandigheden en de productieprecisie van Starship-ringen en -koepels, kan SpaceX er waarschijnlijk voor zorgen dat Starships (en dus Super Heavy-boosters) een druk van meer dan 8, 5 bar (125 psi) kunnen overleven, dus een veiligheidsmarge van minimaal 40% garanderen. Zelfs een kleine verbetering van ~ 6% zou voertuigen een veiligheidsmarge van 125% geven, genoeg - in de ogen van technische normcommissies - om Starships redelijk te certificeren voor orbitale testvluchten.

Image
Technici werkten de hele nacht en tot in de ochtend door om de mini Starship-tank voor te bereiden op een opzettelijke test op falen. (NASASpaceflight - bocachicagal)
Image
Hoewel enkele uren na een geplande wegversperring, SpaceX uiteindelijk de druktest met succes rond 5 uur CST (11:00 UTC), 10 januari, voltooide. (NASASpaceflight - bocachicagal)