太空僧的回答
看了一下,没有一个人讲到关键点上。我简单的说一下吧。
1。什么时候返回
先澄清一点,波音的星际客机随时都能返回,而不是“回不来”。但由于波音过于拉垮,导致地面无法复现故障中的过热情景,所以没有把握说对故障零件完全了解,因此再入会有不确定性。
也就是说,回是肯定能回,但成功率没把握,因为可能有隐藏问题还没充分暴露。
上一周已经在做检查,这一周进行数据汇总和分析,按照目前的进度,波音认为,乐观估计在7月底能返回,悲观估计会在8月份。
2。决定返回时间的因素
那这个7月底还是8月是怎么定的呢?
starliner是6月5日发射的。返回时间有一条红线,那就是电池寿命。starliner上面有12组电池,它们的“设计寿命”只有45天,45天之后电压下降的概率会变大。这样算下来的话,从发射开始45天,就是7月下旬了。当然,电池不是说到了第45天就立即性能下降,就和手机电池一样的, 是有个健康度的缓慢下降过程,但越是往后性能越差。
因此,7月底是一个时间截点,如果一切进展顺利,7月底就能返回。但由于波音这么多年来一直很拉垮,所以不出意外的话,应该会拖到8月份。
3。到底是哪里出了问题?
这就得说到那个所谓的“阀门”了。网上有很多传言,有的说是印度在淘宝上买了阀门,有人说是用铝合金代替了钛合金,所以才出了问题。
相信我,在航天领域,那些在X音上用一句话就能让大众都听得懂的解释,大概率是逗你玩的智商验证器(除非主播是费曼)。你来知乎看贴,而不是去X音刷屏,不就是因为那里sha子太多么。
那真实的情况究竟是什么呢?
这事儿挺复杂,我尽量说得简单些。
还记得么,星际客机的发射在5月曾取消过,取消的原因之一,就是氦泄漏。当时的调查结果就是,P2 D2上的RCS推进器的一个法兰件超过了其批准的使用期限,也就是过期使用了。那时还没达到飞行压力,所以泄漏不大,大约每分钟7个PSI,算下来就是差不多每分钟泄漏一听可乐那么多。达到飞行压力后,泄漏达到了每分钟50~70 PSI,当时认为不算过于严重,就全部进行了一轮法兰件的更换后算是搞定了。
那为什么上天之后还是会漏呢?据分析,泄漏最可能的原因是由于密封用的O型圈出现了问题。
如果你了解航天飞机的历史,肯定知道,费曼从冰水中拿出的那个O形橡胶圈,是造成1986年美国“挑战者号”航天飞机机毁人亡惨剧的直接原因。这段我就不去多说了。
波音的这个O型密封圈和“挑战者号”的结构不完全一样,但原理是大同小异的。星际客机的这个O形密封圈,位于两条推进剂管道和氦气交汇处的一个狗窝(dog house,学过工程的人应该知道这是什么,没学的过的就当它是一个突起的零件就好)上的法兰内,它在法兰的两个金属部件之间形成密封,和我们家里水龙头管道里的密封圈的原理是一样的。
目前猜测,正是星际客机的密封圈失效,造成氦气泄漏。
4。现在在等什么?
已经知道问题所在了,那现在在等什么呢?
首先,虽然氦气在泄漏,但泄漏量并不足以影响返回,因为波音这次氦气存量的冗余度还是比较高的,所以氦气的量不是问题。问题是,目前在地面试验室中的mock up上,找不到泄漏背后的真正原因,没有办法准确重现故障。
什么意思呢?
现在波音的工程师知道了是O型圈密封失效,导致氦气绕过了它。但目前从starliner2上拆下来的同样的零件上,并没有发现同样的问题。按照波音的说法,法兰的设计是合格的,但就是发生了无法解释的故障。有可能是法兰上有异物碎片、或者涂抹了过多的油脂导致法兰受损、有可能是法兰尺寸偏小了一点,等等,反正也不知是波音在故意掩盖问题,还是真的查不出来,现在具体的故障原因是不完全知晓的。
波音的解决方法,就是在以后的starliner上,换更大尺寸的O型圈来密封。可现在天上那个怎么办呢?没有多余零件能给它上去换啊?
最关键的是,现在地面模拟时,哪怕是把法兰上锯个小口子,也无法重现在对接时出现狗窝温度过高的情况,地面测试得到的温度比实际低了20~30度。这说明肯定有哪个方面还存在没有想到的问题。
现在能做的,就是用最短的时间去复现它,并找到根源。但目前为止,结果就是复现不出来,所以最直接的办法,就是波音现在决定停用那一台B1 A3推进器(对接时就出现推力缺失至80%的情况)。因为在测试中发现,由于设计程序时设定了更频繁而更短的脉冲点火,导致了狗窝过热现象,(一个狗窝过热,就会让旁边挨着的狗窝也过热,问题就会传播开来)而狗窝过热又导致了推力达不到100%,冷却下来就又能到100%了。
为什么不等着返回后再检查?这是因为RCS推进器所在的服务舱,会在再入时在大气层中烧毁,不会落到地上。没复现问题就烧了它,那下次再发射就有可能还会出问题。所以索性在轨道上研究明白再回来。
上一周,波音还在研究模拟用更少的推进器是否能完成返回,再入的时候温度更高,如果不能及时冷却,推力也许会更低。
至于两名宇航员嘛,倒是最不需要担心的,都是老油条了,以前的任务中都在空间站呆过半年左右,现在这一两个月的时间对他们来说并不算漫长,衣物、食物、氧气和水什么的都很充足。
所以,一句话,波音希望在脱轨返回之前,汇总掌握更多的数据,看是不是真的能安全返回而不出现其它幺蛾子。