Identificada la posible causa de la explosión del Falcon 9

Por Daniel Marín, el 24 septiembre, 2016. Categoría(s): Astronáutica • Cohetes • Comercial • SpaceX ✎ 87

El 1 de septiembre de 2016 el Falcon 9 v1.2 F9-029 de la empresa SpaceX explotaba de forma repentina en la rampa de lanzamiento SLC-40 de Cabo Cañaveral (Florida). El incidente supuso la pérdida del satélite de comunicaciones israelí AMOS-6 y, por encima de todo, un fuerte revés a los planes de la empresa de Elon Musk al producirse apenas un año después de otro fallo catastrófico con un Falcon 9. Desde entonces SpaceX ha intentado averiguar las causas del accidente, aunque le está resultando mucho más difícil de lo esperado.

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La explosión del Falcon 9 en la rampa (SpaceX).

En un comunicado del 23 de septiembre SpaceX asegura que ya ha identificado el posible motivo del desastre: todo apunta a que la explosión se produjo por la rotura del sistema de helio de la segunda etapa, situado dentro del tanque de oxígeno líquido. Este sistema es el encargado de presurizar los tanques de la segunda etapa —tras pasar por el motor Merlin para elevar su temperatura— y permitir así el flujo de propergoles hacia el motor (de esta forma no se necesita presurizar cada tanque con dos gases distintos, solo uno). Hasta ahora las sospechas se centraban en los sistemas de tierra, más concretamente, la interfaz móvil de las conducciones de combustible con el lanzador. Pero si el fallo fue debido a una ruptura del sistema de helio de la segunda etapa está claro que se trata de un problema intrínseco del vector y, por tanto, más grave.

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Falcon 9 v.12. En la segunda etapa se aprecia el tanque de oxígeno líquido (LOX) donde se produjo la explosión (SpaceX).

Recordemos que la explosión se produjo dos días antes de la fecha prevista para el lanzamiento y unos ocho minutos antes de que tuviese lugar una prueba de encendido de los nueve motores Merlin de la primera etapa. Esta prueba sirve para verificar que los nueve motores funcionan correctamente, especialmente de cara a la reutilización de la primera etapa. El accidente fue extremadamente rápido: entre los primeros indicios de que algo iba mal y la pérdida de señal solo transcurrieron 93 milisegundos. Desde los años 50 no se había visto explotar un cohete en la rampa de lanzamiento en Cabo Cañaveral. Ahora lo que queda por saber es por qué explotó el tanque o las líneas de conducción del helio de la segunda etapa.

Pese a que el anterior accidente del Falcon 9 también se produjo en el sistema de presurización de la segunda etapa, SpaceX asegura que ambos no están relacionados, algo que llama poderosamente la atención (es raro que una segunda etapa explote sin que sus motores estén en ignición, pero más aún que lo haga dos veces). El accidente en la misión CRS-7 de 2015 se debió a un fallo en los soportes de uno de los tanques de helio de la segunda fase. El tanque se soltó durante el lanzamiento y, tras romperse, el helio se expandió dentro del tanque de oxígeno, causando su ruptura catastrófica y la pérdida del vehículo. Sin embargo, en esta ocasión el tanque no se desprendió, pero algo provocó que reventase. A la espera de saber la causa precisa del último fallo, no hace falta ser Sherlock Holmes para concluir que algo no anda muy bien en el sistema de helio de la segunda etapa del Falcon 9. La NASA —el principal cliente de SpaceX— está muy preocupada con estos fallos: no olvidemos que el Falcon 9 lanza las naves de carga Dragon rumbo a la estación espacial internacional (ISS) y en el futuro pondrá en órbita las naves tripuladas Dragon V2. Aunque la agencia espacial tiene alternativas para ambos vehículos, obviamente lo último que quiere ver es la explosión, en la rampa o en el aire, de un cohete con astronautas a bordo, incluso si logran salvar la vida gracias al sistema de escape.

En cuanto a la rampa SLC-40, SpaceX ha declarado que tanto el edificio de montaje adyacente y las instalaciones de oxígeno líquido no se vieron afectadas por la explosión. No así las instalaciones del queroseno y los sistemas de control de la rampa, aunque la empresa no ha detallado el nivel de daños de estas infraestructuras. Sea como sea los desperfectos no deben ser poca cosa porque SpaceX ha comunicado que la rampa probablemente no estará lista hasta primavera. Mientras tanto, y a partir del próximo noviembre, SpaceX lanzará los Falcon 9 desde la mítica rampa 39A del Centro Espacial Kennedy. La primera misión de un Falcon 9 que despegue desde la antigua rampa de los transbordadores y el Saturno V llevará la nave de carga CRS-10 con víveres para la ISS.

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Plano de la rampa SLC-40 de Cabo Cañaveral (SpaceX).

El accidente del Falcon 9 ha creado una enorme convulsión en la industria espacial. La competencia ha olido sangre y ha aprovechado para lanzarse al cuello de SpaceX. El Falcon 9 ya no es uno de los lanzadores más fiables y, como resultado, en pocas semanas han aparecido rivales como las nuevas versiones del Protón —competencia directa del Falcon 9— o el proyecto New Glenn de Blue Origin —rival del Falcon Heavy—. Obviamente, este accidente no habría tenido la misma repercusión mediática de no haberse tratado de SpaceX. La compañía de Musk ha atraído toda la atención posible gracias a la reutilización de las primeras etapas, la nave tripulada Dragon V2, el lanzador Falcon Heavy o los planes de misiones tripuladas a Marte (nave ITS y cohete BFR). Y el Falcon 9 es la clave para hacer realidad estos proyectos.

Referencias:

  • http://www.spacex.com/news/2016/09/01/anomaly-updates


87 Comentarios

  1. Existe algún cohete que pueda decirse que nunca ha tenido un solo fallo grave? Estos bichos son enormes, miden decenas de metros y van cargadísimos de combustible, que casque alguno de vez en cuando parece inevitable.

    1. Ninguno. Pero la cosa está en si es un accidente, o un fallo muy grave de diseño como las juntas de los SRB o el concepto del tanque panza largando espuma aislante a medio Mach contra zonas críticas del revestimento térmico.

      1. si mal no recuerdo al momento del despegue se apago el motor central de la primera etapa del Apollo 13, revisemos!
        según la wikipedia: “La misión empezó con un pequeño incidente: durante el despegue, el motor central de la segunda fase (S-II) se apagó dos minutos antes de lo previsto”

      1. Hombre, dijo fallos graves, no catastróficos (sí, el del Falcon es más que catastrófico). A ver, hubo un lanzamiento de un Delta IV no recuerdo cuándo, con fuga de combustible, no quedó en nada pero… El Atlas V tuvo un par de averías similares que resultaron en que las cargas no alcanzaron las órbitas previstas, en todos los casos se abrió una investigación exhaustiva, se localizó el problema y se resolvió.
        Creo que no hubiera ayudado mucho que ULA sacara a su CEO en un reality show diciendo que iban a colonizar Marte en Halloween y ponerle a los cohetes nombres como “Kiss my Ass”. Aunque la generación de lumbreras que se descojonan a la cara de los de Harvard diciendo lo importantes que son unos créditos de diseño tipográfico en el triunfar de la informática (y luego podridos de pasta la palman por ir al magufo antes de ir al médico… Porrrr favorrr).

  2. Daniel un apunte. El merlin Vac de la segunda etapa del Falcon 9 si incorpora turbomaquinaria. El tanque se presuriza por motivos de integridad estructural y para mantener la presión a la entrada de la turbobomba constante.

    En cuanto al sistema de Helio es muy preocupante, ha dado problemas varias veces a lo largo de la vida del vector y ha provocado dos fallos catastróficos. Pese a ello, confio en que por fin se centrarán y el rediseño del sistema pondra fin a esto.

    1. Iba a postear lo mismo. El helio sirve para que en los tanques se garantice una minima presión que permita el funcionamiento de la turbobomba del motor. Se pasa por el motor para calentarlo un poco y así obtener mayor volumen y por tanto poder usar menos cantidad de helio y tanques de helio más pequeños.

    2. Imagino que Daniel se refiere que el helio se usa para iniciar el ciclo. La turbomaquinaria necesita que haya una combustión en la cámara de combustión secundaria que mueve la turbobomba y luego todo lo demás. Para meter inicialmente una pequeña parte del propergol allí se necesita una poco de presión con la ayuda del helio como si fuera un sistema de propulsión a presión de gas.

  3. Lo que no entiendo es como se plantean volver a volar ya en Noviembre.

    Deberían permanecer un tiempo en tierra para revisar de arriba a abajo su segunda etapa.

    Más que nada porque no se pueden permitir más fallos ya

    1. La respuesta la tienes en el propio comunicado SpaceX:
      “Pending the results of the investigation, we anticipate returning to flight as early as the November timeframe”.

  4. Mala idea chupar cámara, ¿eh? Mejor el sistema chino, lacónico y de vuelta de tornillo. Nunca falla, así de claro. Ahora, si otros prefieren el sarao mediático sus razones tendrán… Creo que voy a escribir una antología de tiros por la culata. Lo más cojonudo es que no sólo se ven venjr, es que avisan. Varias veces.
    Me estoy acordando del informe del watchdog de la NASA de que estos pollos ni de coña. Yo no sé si este hombre entiende bien las instrucciones que le dan o es que se pasan de listillos barcaza y media. Y también parece claro que la opacidad de cara al público, porque los que se han tirado a la yugular parece claro que tienen acceso al wikileaks de Space X (vamos, que sabían perfectamente que hay como poco un grave problema de mal diseño), que es lo que le falta a este Mesías.
    Bueno, ahora es cuando se pone interesante.

        1. Ajá, un observador es alguien que interfiere e interacciona con lo observado pero no en plan MC, sino en plan zafio y grosero (de grueso), lo descalifica sin argumentos y lo insulta. Así se explican muchas cosas. Si al final resulta que no es ideológico, es constitucional.

    1. ¡Qué profundidad argumental la tuya, Carlos!

      Ahora, en serio: Este tipo de comentarios están completamente fuera de lugar en este blog … Además, dejan claramente retratado a su autor.
      Puedes estar de acuerdo o discrepar, pero (tomando prestada una frase de Asimov) el insulto -igual que la violencia- es el último recurso del incompetente.

      1. Me refería a RRPP, creo que se entiende claramente, dado que un Larga Marcha y un Falcon son lo bastante diferentes. Los chinos anuncian las cosas de modo lacónico, sin ruído ni mucho aparato mediático, a no ser claro que sea una fiestuqui (Olimpiada o chorrada similar), así si la cagan como todo es monotónico… Lo del plasma es una caricatura de esto pero verá que también funciona, otros asaltan los cielos a lo Musk y luego se pegan una hostia. Seguro que con este ejemplo me entiende mejor.
        El señor Musk se ha dedicado a inflar desmesuradamente el tema y ahora se tiene que callar, es algo que cualquiera con dos dedos de frente lo ve venir. Algunos se creen que todo el monte es Ryanair.
        Y si esto se quedara aquí… Lo que te rondaré morena.
        Levantar expectativas siempre ha sido especialidad de los cantamañanas.

        1. Hombre Griffin… todos sabemos que musk es un feriante, sus gallinas son las . mejores, pero el tipo ha conseguido mucho en poco tiempo. Si ya sabemos que su falcon no es par tirar cohetes y que todavía a da muy por detrás de su competencia… pero vamos a esperar porque yo creo que de esta space x sale

          1. Yo no veo que haya conseguido nada que hubiera podido hacer cualquier otro y probablemente mucho mejor. No dice nada bueno del tema que tenga que ser un feriante, como dices tú, el que esté al frente de la bufonada (más exactamente, un buitre de las subvenciones). Todo lo que se habían propuesto está todavía por concretarse, si es que se concreta, y los históricos no invitan a pensar que ahora vaya a ser distinto.
            Pero bueno, para eso están los feriantes, ¿no? Coge el dinero y corre y oiga, hay que mirar lo que se firma.
            Llevan cinco años viviendo del mañana y lo que tenemos son pirotecnias varias. Y el Pentágono que no quiere saber nada del feriante, por si le falta eso.
            Es que ya me aburro yo de repetirme. Y ya le digo que lo que me da miedo es la resaca, porque la gente que se deja llevar al infinito.después se va al cero.

  5. Es mas conveniente presurizar los tanques de oxidante con el mismo oxidante calentado en un intercambiador de calor desde el motor para evitar tener un sistema de helio para el, y solo utilizarlo con el del combustible. El helio presenta muchos problemas de fuga debido a su propeidades fisicas.

    1. ¿Pero eso no se hace ya? El oxidante se va vaporizando sobre la marcha y se evacua a través de las válvulas reguladoras de presión. Con que la presión de las válvulas sea la misma con la que se quiere presurizar el tanque ya estaría.

      1. Exactamente Anon1, eso ya se hace, por eso me extraña que el tanque de oxidante utiliza presurizacion de helio. Y los motores peuden arrancar a presion “en frio” con la presion que ya tiene e ltanque para que los propergoles entren al generador de gas.

  6. Hola Daniel, un apunte: puedes poner la fuente donde viste que el Merlin de la segunda etapa no tiene turbobombas? Poraue hasta donde yo se el ciclo es el mismo que el del Merlin 1D de la primera etapa, un generador de gas para mover las bombas. Las presiones en los colectores de entrada de un regenerdtive cooling son tan grandes que seria inviable elevar los tanques de propelante hasta esa presión (serían demasiado pesados)

  7. La verdad es que es una pena lo que ha pasado este mes.

    Este año Spacex iba viento en popa. Muchos lanzamientos. Primeras etapas recuperadas. Falcon Heavy a la vista, etc.

    Pero después de tanto pensar en innovar, creo que SpaceX tiene que parar un rato y centrarse en afinar su cohete para que tenga una fiabilidad similar a los de ULA. Sin eso, la ventaja en precio no vale nada.

    1. Esto lo he pensando alguna vez, fiabilizar el producto es necesario si quieres seguir en lo más alto, es una pena por que se puede traducir en un atraso en las innovaciones tan chulas que sacan y en el FH, sea como sea tal vez este hablando a lo tonto, nada me dice ni me deja de decir que SPACE X se preocupa de este apartado, solo queda confiar en que lo arreglen pronto y podamos seguir viendo la trayectoría de esta empresa.

  8. Pues nada señores de space x a rediseñar desde cero la 2 etapa, yo calculo que en dos años la tendrán listo. Yo si fuera astronauta no me subiría a un cohete falcon hasta tenerlo claro del todo, eso retrasara sus vuelos hasta 2019 o 20.

    saludos jorge m.g.

  9. nadie aprende a caminar sin tropezar todas han tenido fallos unos más que otros pero space x sabra salir adelante de este tropezón en el camino atodos nos conviene que así sea asta a ti Stewie.

    1. Caballero, tenga a bien ignorarme en lo sucesivo porque no es de recibo hablar con faltones. Y hagáselo mirar, porque si no le interesa lo que digo no es de gente muy normal que me lea. Se lo digo completamente en serio.

  10. Venga, ¿Y que opinan todos del supuesto ovni que se vio en la cámara?
    No creo que sea un ovni, dron tal vez pero es una tontería.
    Aunque, cuando ya todo está rechazado lo último, por más tonto que sea debe ser la verdad. Rayos, que lástima por Space X… Aunque el fallo de la segunda etapa no fue error de diseño o si? Más bien fue distracción de Space X al no verificar bien su construcción.
    En mi opinión Space X debería volver a lanzar cuanto antes, está vez prestando mucha más atención a la conducción de su segunda etapa, sobre todo ese sistema de Helio. Esperar en tierra “a que todo esté bien” junto rediseñar completamente el sistema o volverlo a checar sería un error para mi, por el tiempo. Aunque si estaría bien que en un futuro a corto plazo (medio año) ya tuvieran una segunda etapa mejorada que evitara estos incidentes.

  11. “Levantar expectativas siempre ha sido especialidad de los cantamañanas” dice Stewie y tiene su punto de razón(Se lo digan al jefe de Ferrari en la F1)

    Aún así unas buenas expectativas ayudan a ganarse el favor de la plebe e incluso de los que ponen la pasta. Lo malo es que cuando pasa lo inevitable en este negocio pues es mas difícil darle la vuelta y volver al anterior estado de grandes y felices expectativas.

    Esta es una prueba de fuego para SpaceX. Creo que saldrá de ella con poco perjuicio mas que el retraso de los planes(expectativas) pero con el peso de ser mortales como los demás, algo que puede perjudicar su objetivo de meterse en el top del lanzamiento comercial de satélites.

    Esto también pasará, como los fallos del Protón(aunque se hagan risas ahí siguen), y el futuro dirá si la cosa acaba funcionando o no. Veremos para cuando vemos un vehículo tripulado lanzado con un Falcon. Eso puede darnos una idea del futuro de la compañia. Mas que las historias(expectativas) de Marte.

  12. Me da en la nariz que esto no va a ser un gran retraso en los planes del tito Musk.

    OffTopic: El ¿congreso? de EEUU va a dar 19 billones a la NASA para ir a Marte.

    1. 19000 millones es el presupuesto anual de la NASA. Más o menos. Tienen eso para todo lo que hacen.

      Y el Congreso decide además cuando dinero se destina a cada cosa (cuanto al SLS, cuanto a sondas, cuanto a Commercial Crew, etc).

  13. Mi pronóstico para el martes:
    1- Ñapa temporal para mejorar la fiabilidad de la segunda etapa.
    2- Segunda etapa de metano con Raptor, sin helio y posibilidad de reutilizar en 1 año. Ya twitteo que era una tentación pero no una prioridad. Un doble o nada es la apuesta para salir del atolladero manteniendo el hype.

    1. Han publicado los datos del Raptor! Lo veo grande para segunda etapa
      – 382s ISP (vacuum)
      – 150 Area ratio (vacuum)
      – ~14ft nozzle (vacuum)
      – 3MN Thrust (vacuum)
      – 300bar in combustion chamber
      – Multiple stage pumps
      – Chamber pressure is almost 3X Merlin, so engine is about the same size for a given area ratio

  14. No se, me resisto a creer que sea un fallo grave de diseño. Si fuera así, habria fallado mucho antes creo yo. Este cohete llevaba un perfecto historial de vuelos sin problemas graves hasta el año pasado, entonces parecen surgir estos fallos en la segunda etapa. Me parece mas acertado lo que comentaba Red, tal vez SpaceX debido a lo apretado de su agenda de lanzamientos, intentando mantener el ritmo elevado de los mismos haya comenzado a pasar por alto detalles importantes, digase tests de calidad, o hayan cambiado algo, todo apuntando a la reduccion de costes y/o acelerar la puesta a punto de los lanzadores. Como ejemplo, el detalle de probar el cohete con la carga integrada, decision tomada por lo antes dicho, acelerar el ritmo de lanzamientos (si lo hubieran hecho siguiendo el anterior protocolo, demoraban mas, y al menos no se habria perdido la carga util) A saber que otras decisiones como esta se hayan tomado con ese mismo objetivo. Tambien, coincido en que estaban tal vez excesivamente centrados (distraidos) con la recuperacion de las primera etapas y “olvidaron” prestarle la debida atención a los posibles detalles detectados en la segunda etapa en anteriores lanzamientos… como sea esperemos que esto haga ser al Falcon un lanzador más seguro y confiable, como lo era antes de estos desgraciados accidentes.

    1. Estamos hablandode que space X va a disponer de 4 rampas en poco tiempo. ( texas, california, 2 en florida )

      El ritmo de lanzamientos puede ser alucinante en pocos años, esperemos a ver que sucede 😉

  15. Así funciona en la privada Jimmy.
    La palabra Ñapa lo describe perfectamente.
    Stewie ni caso a según que comentarios.
    Daniel, gracias, gracias, gracias por tu trabajo!

  16. Últimamente habían aparecido toda una serie de teorías conspiro-paranoicas sobre la causa de la explosión; que si un ovni, que si un ataque con dron. Hasta ahora había pensado que el video que ofrecían era fraudulento. Considero que el que se ofrece aquí es auténtico. Se puede observar como, justo en el momento de la explosión, aparece un objeto volador a toda velocidad de derecha de la pantalla a la izquierda… (con las imágenes ralentizadas se observa perfectamente). Gracias

    1. Si, en el momento de la explosión y en 20 ocasiones más, exactamente lo mismo que en la mayoría de vídeos de lanzamientos de cualquier cohete en Florida.

    2. Se ven pájaros y fragmentos. El del claro “ovni” pasando es posterior y no está en el vídeo original sino en copias posteriores. Se pueden cotejar en la red y no está es un claro añadido

      En el vídeo original son pájaros etc… Lo normal

      Yo me estaba preguntando

      ¿Cuál de los motores estaba montado?
      http://www.b14643.de/Spacerockets_2/United_States_1/Falcon-9/Merlin/index.htm

      Porque tienen diferentes especificaciones. Y tal vez diría que los 3 últimos no requieren tanto He presurizado de control

      Por otra parte voy la página de SpaceX con el falcon9 y la reddragon para transportar humanos y pone de empuje 210.000 libras 934 KN y un encendido de 397 segundos

      ¿Cuál motor es de todos?

      ¿Cuáles son sus requisitos? la segunda etapa ¿sería segura con ese sea el que sea a pesar de que el tanque de Helio no aguantara mucha presión y hubiera reventado causando accidentes para otros motores?

  17. En el sector privado no se rediseña todo desde 0 al mínimo error.
    Se busca el problema, se aplica el workaround y a correr.
    Mejora continua, no rediseño continuo.
    Eso no quita que paralelamente tengas un departamento i+d que se apunte bien el problema para tenerlo en cuenta en la versión 3.0
    Sección lessons learned…
    En este caso reforzarán la tubería con un mega focking super aislante y listos.

    1. Mejora continua implica también rediseño continuo. ¿O acaso al diseño no se le aplica el cuento? Se trata, simplemente, de esforzarse en hacer las cosas mejor de lo que se hacen, en todos los aspectos, siempre.

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Por Daniel Marín, publicado el 24 septiembre, 2016
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