Aclarando las causas de los accidentes del Antares y la SpaceShipTwo

La semana pasada la industria espacial norteamericana se vio sacudida por dos accidentes sin relación entre sí. El primero fue la pérdida de la nave Cygnus Orb-3 con destino a la ISS por culpa de un fallo de su lanzador Antares. El segundo, más grave puesto que se saldó con la muerte de una persona, fue la desintegración de la SpaceShipTwo Enterprise de la empresa Virgin Galactic. Poco a poco comienzan a conocerse las claves de ambas tragedias, aunque evidentemente habrá que esperar a los respectivos informes finales para saber las causas precisas de cada accidente.

Momento de la explosión de uno de los dos NK-33 del Antares-130 (Orbital).

En el caso del Antares parece que podemos dar por buenas las sospechas iniciales que ponían al motor de fabricación soviética NK-33 en el punto de mira. Los análisis preliminares de la empresa Orbital Sciences apuntan que el fallo se originó en una turbobomba de uno de los dos motores AJ-26 -la ‘denominación americana’ que da Aerojet a los NK-33- que posee el cohete. En este sentido, es importante señalar que algunas las noticias en las que se menciona que el cohete fue destruido por el control de tierra a propósito son un simple disparate. Por supuesto, el lanzador se destruyó poco antes de tocar el suelo mediante una orden del encargado del sistema de autodestrucción -o FTS (Flight Termination System)-, pero se trata de un proceso rutinario en el lanzamiento de cualquier cohete norteamericano (y sí, el transbordador espacial también llevaba su FTS).

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Un motor NK-33 con un espaciotrastornado -o sea, un servidor- en el Museo del Cosmódromo de Baikonur (Eureka).

No obstante, lo más sorprendente ha sido la respuesta de Orbital ante el accidente. Por un lado, la empresa ha anunciado que lanzará una o dos naves Cygnus hacia la ISS mediante otro vector distinto al Antares. Todavía no se sabe qué cohete será el elegido, pero todo indica que podría ser el Falcon 9 de SpaceX o el Delta II de ULA. Si finalmente el Falcon 9 es el elegido sería toda una paradoja ver a la competencia directa de Orbital en el transporte de carga a la ISS emplear sus medios -previo pago, claro- para poner en órbita una nave Cygnus. De este modo la próxima Cygnus, planeada para abril de 2015, no sufrirá un retraso significativo.

Pero las medidas no se quedan ahí. Orbital ha decidido que no vale la pena seguir confiando en el NK-33 y en 2016 introducirá una nueva versión del Antares con nuevos motores. Puesto que el fallo radica en la turbobomba, cualquier modificación del motor sería tremendamente costosa y tomaría mucho tiempo. Se desconoce qué sistema de propulsión será el elegido, pero los rumores apuntan al RD-181 o al RD-193 de la empresa rusa NPO Energomash. El RD-181 se emplea actualmente en el Atlas V de ULA, mientras que el RD-193 es un motor basado en la misma tecnología desarrollado precisamente para sustituir al NK-33 en los lanzadores rusos, como por ejemplo es el caso del Soyuz-2-1V. Huelga decir que el cambio de un motor soviético -pero cuya patente está en propiedad de la empresa norteamericana Aerojet- por uno de fabricación rusa puede que no sea la mejor opción teniendo en cuenta el clima político del momento.

Motor RD-193 de NPO Energomash (Novosti Kosmonavtiki).
Motor RD-193 de NPO Energomash (Novosti Kosmonavtiki).

Con respecto a la SpaceShipTwo, ahora sabemos que el vehículo se estrelló debido al despliegue antes de tiempo del mecanismo de frenado durante la reentrada. Parece ser que el copiloto Michael Alsbury activó este sistema sin darse cuenta ocho segundos después de que el motor híbrido del vehículo hiciese ignición y mientras la nave viajaba a una velocidad superior a la del sonido (Mach 1,02). El despliegue accidental ocasionó que la aeronave se desintegrase por culpa de las intensas fuerzas aerodinámicas. Recordemos que este sistema sitúa en posición perpendicular la parte trasera de las alas con los timones de cola y profundidad de la SpaceShipTwo durante la reeentrada, estabilizando y frenando el vehículo durante esta delicada maniobra. El sistema es similar al empleado por la SpaceShipOne y hasta la fecha nunca había dado problemas.

De todas formas, no está nada claro que la culpa fuese de Alsbury. Aunque parece que activó el sistema, para su despliegue es necesario mover manualmente una palanca. Sin embargo, los datos de la investigación indican que la palanca no se movió de su sitio. Es decir, podríamos estar ante un fallo del ordenador. Sea como sea, el despliegue no se habría producido si el sistema no se hubiese activado previamente. Alsbury falleció en el accidente y el piloto Peter Siebold logró escapar con vida, aunque resultó seriamente herido. Algunos medios hablan por tanto de ‘error humano’, aunque esta expresión no existe en seguridad aérea (si un piloto estrella un avión porque se olvidó de apretar un botón o porque aprieta uno que no debe la culpa es del sistema, no de la persona que, como humano que es, se equivocará más tarde o temprano).

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Esquema del mecanismo de frenado (feathering) de la SS2 (Virgin Galactic).
Primer despliegue del sistema de frenado de la SS2 en 2011 (Virgin Galactic).

Lo importante es que el problemático motor híbrido, el principal sospechoso del desastre, queda libre y sin cargos. Pero no se trata de una buena noticia para Virgin Galactic, puesto que un sistema crítico que hasta ahora se había mostrado fiable ha resultado ser no tan seguro. En cualquier caso, el accidente es un toque de atención a todos aquellos que piensan que por pagar 250.000 dólares y usar la palabra ‘turismo’ pueden convertir por arte de magia los viajes al espacio en una actividad segura.

Referencias:



42 Comentarios

  1. Entiendo que el sistema de autodestruccion es algo rutinario y necesario para evitar que un cohete caiga donde no debe y esas cosas, pero que sentido tiene detonarlo ‘poco antes de tocar el suelo’? si ya va a caer, la explosion s eproducirá igualmente.

    1. Salvar la rampa de lanzamiento. No es lo mismo una explosión directa que una a unos metros de altura. La diferencia es crítica. Además, el impacto puede ocasionar una explosión aún mayor si rompe los tanques de propergoles que suelen existir cerca de la rampa.

        1. Aparte, quién te dice que con el golpe la segunda etapa no decide encenderse y emprender un viaje por Wallops completamente fuera de control… Nonono, lo de volar los cohetes cuando se salen del sagrado “nominal”, es una buena idea en todo caso. Aparte, más que volarlos, lo que hacen es despresurizar (de manera explosiva) los tanques de combustible y la “tobera/cámara de combustión” de los SRB, de forma que aunque algo eche a arder, no produzca empuje y se quede en el sitio.

          Y respecto a las conclusiones iniciales del fallo del Antares… que gusto da acertar en algo así, oye. Y que conste que no vi el (muy interesante) artefacto de vídeo que encontraros los chavales de nasaspaceflight.com hasta ayer por la noche, eso ya lo deja claro. Recomiendo encarecidamente visitar la página para ver el gif y enterarse de cómo es un fallo de la turbobomba que deja al motor sin oxidante, y cómo un grupo de frikis encuentra EN HORAS las causas de un accidente así a partir de un vídeo defectuoso.

  2. Respecto a Orbital Science. Creo que será “humillante” que tengan que recurrir a la competencia para cumplir con lo establecido. Yo preferiria enviarlo en un cohete Delta II de la ULA, aunque habría que analizar los costos/beneficios respecto al Falcon 9.

    Respecto al SpaceShipTwo, creo que tomara un año antes que Virgin Galactic pueda volver a realizar los vuelos de prueba, si es que la empresa se puede recuperar de la tragedía. Me imagino que el otro avión espacial(SpaceShipThree o SpaceShipTwo A) tendra que pasar por muchas modificaciones antes que pueda alzar el vuelo. Esto me recuerda mucho a lo de la Tragedia del Challenger en 1986.

    1. La segunda nave SpaceShipTwo, está fabricada al 65%, por lo que habrá que ver que si esto es una ventaja o no, ya que de introducir cambios en alguna de las partes del 65% ya fabricado, significará nuevos retrasos… Realmente una lástima, lo único que me da para pensar es que por suerte no sucedió con 6 pasajeros dentro.

  3. Buena entrada ,pero yo se gire esperando las disculpas por todo los contestatarios desacreditan tes que resivi de parte de lectores que usan avatares por sugerir la antigüedad del NK 33 como la causante del accidente .

    1. Vale cuando se DEMUESTRE que la antigüedad fue la causante reCibirás mis disculpas… si para tí esto lo demuestra muy bien, pero yo sinceramente no lo creeré hasta que la demuestren los investigadores.
      PD:¿Avatares?

      1. Ahora, si la investigación demuestra que fue porque los materiales del motor eran viejos pienso ponerme de post-data “Fernando Generale tenía razón” en los siguientes 100 posts que escriba

      2. En este artículo: http://www.nasaspaceflight.com/2014/11/post-mortem-for-crs-3-antares-turbopump/ comentan lo siguiente:

        “A previous failure of an AJ-26 occurred in June, 2011 – when the fourth Antares engine caught fire on the E-1 Test Stand. The fire was believed to have been caused by a kerosene fuel leak in an engine manifold, with the root cause was subsequently determined to be stress corrosion cracking of the 40-year old metal.”

        En cualquier caso la combustión a altas presiones rica en oxígeno es capaz de comerse casi cualquier cosa (incluyendo el metal), de ahí la clave de las aleaciones rusas que llevan de cabeza a los yankis. Aunque si en este caso el problema ha sido en la turbobomba y no en la cámara de combustión entiendo que poco tendría que ver con la degradación de los materiales.

        1. Gracias Jimmy, eso es un factor importante… no es otra vez el colector, es la turbobomba (si certifican que lo fue que eso parece estar ya bastante claro), no es una cuestión baladí. Vamos, que le podría haber pasado al motor si lo hubiesen fabricado ayer.

          1. Parece ser que lo que está claro es que uno de los motores perdió casi todo el suministro de oxidante como un segundo antes de (obviamente) volar por los aires por sobrepresión (paséate por nasaspaceflight.com para coger los detalles más frikis al respecto, hay un .gif precioso). A partir de ahí, se le hecha la culpa al circuito de la turbobomba.

            Vamos, que podría haber sido un fallo muy similar a los dos que llevan en el test de pruebas. Y también parece que orbital tenía ya bastante hablado el cambio de motores con Energomash.

            ¿Resultado? Pues sí, no está del todo confirmado, pero todo apunta a corrosión/fatiga en las exóticas aleaciones de titanio, superior a los parámetros de diseño originales. Y si eso no es por envejecimiento, con la pila de segundos (horas!) de prueba que llevan esos motores encima…

            Pero me congratula (y va en serio) que te lo tomes de manera tan deportiva. Ardo en deseos de ver tu nueva firma! 🙂

          2. Rune… si a mi estas cosas me la pelan hombre 😉 lo que pasa que las aseveraciones (que no opiniones) sin pruebas o datos me joden por eso contesté así en su momento.

    2. Fernando, el otro día te “defendí” porque (aunque yo tampoco estaba de acuerdo contigo) creo que se te podría haber dado una mejor respuesta (sobre todo porque quien te la dio está capacitado de sobra para ello). Pero ahora no entiendo la cabezonería en repetirte. Eres libre de pensar lo que quieras, pero no pidas disculpas, pues la soberbia y la prepotencia son malas compañeras de viaje. Aquí el único trastorno que todos compartimos es el espacio.

  4. Qué pensarán en Rusia, acerca de este fallo del NK-33? Siguen las ideas de reiniciar su producción o una vez se acabe el stock se pasa al RD-193? Creo que el Falcon 9 está sobredimensionado para la Cygnus pero que va, un cliente más para SpaceX. Lo del Delta II me sorprendió, pensaba que ya no quedaban unidades o las últimas estaban comprometidas a respectivas misiones.

    Con respecto a la SS2, se me antoja que un problema del ordenador sería más fácil de solucionar que algo relacionado al hardware del motor (sería más barato en dinero y tiempo solucionar algo relacionado con el software y/o hardware del ordenador que ensayar en banco de pruebas todo otra vez). Me ha recordado a la pérdida de la sonda Fobos-Grunt.

    1. Hombre, digo yo que si al final el problema es por cuestión de edad del motor, no ocurriría en uno nuevo, así que no veo qué problema sería volver a construirlo. Otra cosa es que consideren que, teniendo el RD-193, no compense construir nuevas líneas y demás.

  5. Y el fallo se dio por… una tuerca metida en la turbobomba… FIJO eso es lo que dirá el informe final… así murió el segundo N1. Solo que la bola de fuego fue de dimensiones casi termonucleares…

    1. Aunque no soy ingeniero, he trabajado en una empresa de ingeniería, y no te puedes imaginar lo estricto que es el control de calidad. No es tan raro que un empleado (esté cabreado con la empresa o no) se deje dentro de una turbina un destornillador, una llave inglesa, una tuerca… Eso pasa, ha pasado y pasará. Y hablo de turbinas que cuestan millones de euros. Una vez encontraron un cuchillo dentro. No te digo más.

      1. He sabido de incluso doctores que dejan instrumental médico dentro de sus pacientes… Y bueno, hablemos del alicatero que conectó los sensores de posición de cierto Protón al revés. Así que me puedo esperar ya cualquier cosa…

  6. Por lo visto el aj26 ya dio problemas en test de pruebas; con explosiones similares a esta e incendio en otra.es lo k hay.de todas formas k precario es este sector un fallo y ya la empresa se pone a temblar

  7. Sobre la nave de Virgin… ¿Cómo es que no llevaba ningún sistema de seguridad tipo “impedir que se activen los sistemas de frenado a mano si la velocidad es tan grande que podrían partir la nave en dos”? Supongo que tendrán algún motivo, algo tan simple no creo que se les escape a los que la diseñaron (que tendrán más estudios que yo y esas cosas…)

    1. No van por ahí los tros creo, la cuestión es que el copiloto, “desbloqueó” el sistema, no lo puso en marcha, solo lo desbloqueó, eso no debería haber empezado la secuencia de aerofrenado, si eso falló… lo demás ya es secundario, pero habrá que esperar porque les falta por aclarar varios puntos.

  8. Muchos sugieren que el futuro Antares podría hacer uso de combustible sólido en sus dos etapas.

    Lo cual cuadra con la anunciada fusión con ATK.

    ¿Que opinas Daniel?

  9. Los accidentes los investigan las mismas compañias? La NASA participa o colabora en las investigaciones? Hay una autoridad independiente como en el caso de los accidentes de aviación?

  10. Lo de Virgin al menos lo esta estudiando la National Transportation Safety Board (NTSB), que se suele ocupar de aviones. Sera cuestion de ponerles mas bloqueos de seguridad al accionador de las alas o cambiar la posicion de las palancas o el bloqueo para que sea mas dificil accionarlo accidentalmente.

  11. Respecto a los motores NK-33, hay varias cosas que me llaman la atención:

    Por lo que he leído a Daniel en otros artículos (y he leído muchíiisimos), los chicos de Aerojet han sido incapaces de fabricar motores nuevos por sus propios medios, y se dedican principalmente a “actualizar” los equipos originales que llevan ya 40 años construidos.

    Supungo que si no son capaces de fabricarlos es entre otras cosas porque hay detalles de funcionamiento/fabricación que se les escapan o que no terminan de dominar.
    Es decir, que no controlan al 100% todos los pormenores relacionados con esos motores. Y eso es malo en sí mismo, porque están utilizando algo que no entienden por completo.

    Claro, también puede ser que simplemente no les salga a cuenta fabricarlos cuando pueden tirar de un stock que lleva 40 años fabricado. Pero si eso implica una merma en la fiabilidad por el motivo que sea (deterioro de algún material con el paso de los años, por ejemplo)… pues la responsabilidad sigue siendo suya y solo suya.

    Difícil papeleta tienen, en cualquier caso.
    Personalmente, yo creo que es una combinación de ambos factores. De un lado les sale mucho más barato tirar de stock, y de otro es muy posible que no controlen / dominen al completo los pormenores del proceso de fabricación del motor (piezas, aleaciones, temperaturas, tiempos, tolerancias,…) cualquier detallito nimio pero clave que no conozcan es suficiente como para hacerles muy difícil sino imposible fabricar esos motores.

    1. A saber los pequeños detalles técnicos que los ingenieros soviéticos se llevaron a la tumba sin que aparezcan en los papeles en manos de los estadounidenses …

  12. Mi conclusión del caso Antares, el fallo se produce por una combinación de material antiguo (no por ello que este deteriorado por el tiempo, sino que posiblemente no pasara una prueba de calidad de fabricación standard de hoy día) y el estar atado a posibles defectos de diseño de los especímenes (no se hasta que punto estarán familiarizados los ingenieros estadounidenses con estos artefactos pero seguro que mas de uno les haría un arreglillo…). En definitiva, todos queremos al NK-33 pero sin poder “meterle mano”, osea rediseñarlo y poder fabricarlo con técnicas actuales… es jugársela.

    Por cierto Daniel, con el tema de rediseñar… ¿ Se sabe algo nuevo de motores/componentes fabricados con tecnología de impresión 3D ? Desde los superdraco de SpaceX y un tanque de combustible no he escuchado nada nuevo; si acaso la impresora que esta ahora en la ISS pero eso va por otro camino ahora mismo. Bueno si, la nasa creo que creo algo que pasaba de tener 160 piezas a 2 … amazing …

  13. Lo que debería hacer EEUU es ponerse ya a desarrollar un par de motores propios para no depender tanto de Rusia.

    Tanto el AR-1 de Aerojet, como el BE-4 de Blue Origin son buenas alternativas.

    Que el Atlas V y el Antares dependan de los motores de NPO Energomash es algo verdaderamente preocupante y debería hacer que el Pentágono y la NASA se tomasen en serio el asunto.

  14. Todo no se puede saber haciendo la ingeniería inversa a un producto de otro país. Rusia es líder mundial en la fabricación de Titanio aeroespacial ,libre de contaminación con oxígeno, este puede alterar la estructúra cristalina del material y perder sus magnificas cualidades. Igual pasa con las súper aleaciones Incon-inconel X, para la industria nuclear,quimica y espacial. Así que podría ser patente nacional de los rusos.

    Sobre la aeronave Virgin, se acoplaron dos configuraciones contradictorias y destructivas entre sí,de modo que falló la ingeniería de sistemas,rama compleja de la ingeniería. No estuvieron protegidos y bien asistidos los pilotos para evitar esta situación que produjo la desintegración de la nave.Es duro que caigan profesionales de cualquier oficio.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 5 noviembre, 2014
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Cohetes • Comercial • ISS • NASA • Rusia