La causa de la explosión de la Crew Dragon DM-1

Por Daniel Marín, el 18 julio, 2019. Categoría(s): Astronáutica • ISS • NASA • SpaceX ✎ 206

SpaceX ha anunciado que ya sabe por qué explotó la cápsula Crew Dragon DM-1 durante una prueba de su sistema de escape el pasado 20 de abril. Según la empresa de Elon Musk, se produjo una fuga de tetraóxido de dinitrógeno a alta presión procedente del sistema de propulsión que se filtró al sistema de presurización de helio por culpa de una válvula defectuosa y alcanzó un componente de titanio. El oxidante reaccionó con el titanio generando una violenta explosión que destruyó el vehículo y pudo ser vista a varios kilómetros de distancia de la zona LZ-1 de la Base Aérea de Cabo Cañaveral donde tuvo lugar la prueba.

La cápsula Crew Dragon DM-1 antes de la prueba (NASA).

La violencia de la explosión se pudo comprobar en un vídeo filtrado por las redes sociales. De no ser por este vídeo, el incidente habría pasado desapercibido para el gran público. Obviamente, no para la NASA, que es el principal y único —por el momento— cliente de SpaceX para la Crew Dragon. El que una de las dos naves estadounidenses que debe volver a llevar astronautas a la ISS —la otra es la Starliner de Boeing— salte en pedazos de forma imprevista no es una buena señal, aunque haya ocurrido durante una prueba. La agencia espacial ha llevado una investigación conjunta con SpaceX y ahora, unos tres meses después, ya están listos los resultados preliminares.

La Crew Dragon usa, como casi todas las naves espaciales, propergoles hipergólicos en su sistema de propulsión. Como combustible se usa hidrazina o algún derivado y como oxidante tetraóxido de dinitrógeno. En la Crew Dragon estos propelentes alimentan los motores de maniobra Draco, pero también los ocho motores SuperDraco, mucho más potentes, que deben servir como sistema de escape de emergencia durante el lanzamiento. Precisamente, la prueba del 20 de abril tenía como objetivo estudiar el comportamiento de estos propulsores de cara al proceso de certificación de la NASA para enviar astronautas a bordo de la Crew Dragon antes de final de año. Los tanques de propergoles están presurizados por helio. Para evitar que los propergoles se introduzcan en el sistema de presurización existen varias válvulas. En este caso se ve que una pequeña cantidad de N2O4 logró filtrarse por una válvula defectuosa y entró en contacto con titanio. A partir de ahí se produjo la explosión, que se agravó al entrar en contacto el oxidante con la hidrazina.

Dragon 2 (SpaceX).

Se sabe que el titanio tiene fama de reaccionar con algunos oxidantes como el tetraóxido de nitrógeno o el oxígeno y, de hecho, una de las hipótesis de la desaparición de la sonda Mars Observer en 1992 fue la mezcla de propergoles a raíz de una fuga en una tubería de titanio del sistema de presurización. Pero la violencia de la reacción del titanio solo con oxidante en el accidente de la DM-1 es toda una sorpresa. Es posible que las altas presiones y temperaturas a las que operan los SuperDraco sean la respuesta. Salvando las obvias diferencias, el incidente recuerda al incendio del Apolo 1: la NASA había certificado la seguridad de la cápsula Apolo con una atmósfera de oxígeno puro de baja presión y se olvidó de que, durante el lanzamiento, la atmósfera de la cápsula era de oxígeno puro a alta presión. En esas condiciones casi cualquier material es inflamable. Quizá en las condiciones en las que operan los SuperDraco el comportamiento de los materiales expuestos a los propergoles sea diferente del habitual. Sea como sea, la pieza de titanio no tenía que haber sido expuesta al oxidante. De entrada, SpaceX ha anunciado que cambiará estas válvulas por discos de ruptura (burst disks). Lo que no está claro es cuánto tardará SpaceX en rediseñar el vehículo de tal forma que la NASA esté satisfecha con la seguridad. Parece evidente que el primer lanzamiento tripulado de la Crew Dragon se va a tener que posponer otro año más. Y ya llevamos unos cuantos años de retraso.

La Dragon 2 DM-1 separándose de la ISS (NASA).

La Crew Dragon DM-1 (C202) que resultó destruida en esta prueba fue precisamente la misma que viajó al espacio entre el 2 y el 8 de marzo y que se acopló a la ISS. Esta cápsula debía haber sido usada en la prueba de aborto durante el lanzamiento (Crew Dragon in-Flight Abort), en la que se iba a emplear un Falcon 9 con etapa B1048 lanzado desde la rampa 39A. Para verificar el funcionamiento de los propulsores SuperDraco antes de este lanzamiento suborbital se llevó a cabo la prueba del 20 de abril. Antes del accidente estaba previsto que el primer vuelo de la Dragon 2, la misión DM-2 con los astronautas Bob Behnken y Doug Hurley, tuviese lugar a mediados de año (Behnken y Hurley, ambos astronautas de la NASA, deberán pasar dos semanas a bordo de la ISS). La cápsula que se iba a usar en la misión DM-2 se empleará ahora en la prueba de aborto durante el despegue. Por el momento no se ha publicado ninguna imagen de los restos de la cápsula ni el vídeo de la explosión en buena calidad.

Crew Dragon (NASA).

Referencias:

  • https://www.spacex.com/news/2019/07/15/update-flight-abort-static-fire-anomaly-investigation


206 Comentarios

    1. «La imaginación popular muy a menudo se inflama con la imagen de gigantescas máquinas voladoras que van a grandes velocidades a través del Atlántico, transportando innumerables pasajeros de manera análoga a nuestros modernos transatlánticos… Creo que no me equivoco al afirmar que tales ideas son por completo ilusorias, y que incluso aceptando el hecho de que una máquina pudiera conseguir transportar a uno o dos viajeros, el precio resultaría tan elevado que nadie, excepto los capitalistas que lograsen poseer su propio avión, podría volar.
      Otra tontería popular es esperar que llegue a obtenerse una enorme velocidad. Debe ser recordado a tal efecto que la resistencia del aire es proporcional al cuadrado de la velocidad y el trabajo, al cubo de la misma. Si con 30 HP podemos alcanzar actualmente una velocidad de 40 millas por hora, para poder lograr las 100 millas por hora deberíamos emplear un motor capaz de obtener una potencia de 470 HP… Por ello resulta claro que nuestras máquinas actuales no tienen la menor esperanza de poder competir jamás en velocidad con nuestras formidables locomotoras o nuestros modernos automóviles.»
      William H. Pickering, astrónomo. Pincipios del siglo XX.
      ¿Decías?

    2. Vaya, habló el Papa.
      Esto me recuerda a un comentario de Arthur C. Clarke en “Perfiles del futuro”, obra de los años 60, recogiendo una cita textual de otra “autoridad” de principios del siglo XX:
      «La imaginación popular muy a menudo se inflama con la imagen de gigantescas máquinas voladoras que van a grandes velocidades a través del Atlántico, transportando innumerables pasajeros de manera análoga a nuestros modernos transatlánticos… Creo que no me equivoco al afirmar que tales ideas son por completo ilusorias, y que incluso aceptando el hecho de que una máquina pudiera conseguir transportar a uno o dos viajeros, el precio resultaría tan elevado que nadie, excepto los capitalistas que lograsen poseer su propio avión, podría volar.
      Otra tontería popular es esperar que llegue a obtenerse una enorme velocidad. Debe ser recordado a tal efecto que la resistencia del aire es proporcional al cuadrado de la velocidad y el trabajo, al cubo de la misma. Si con 30 HP podemos alcanzar actualmente una velocidad de 40 millas por hora, para poder lograr las 100 millas por hora deberíamos emplear un motor capaz de obtener una potencia de 470 HP… Por ello resulta claro que nuestras máquinas actuales no tienen la menor esperanza de poder competir jamás en velocidad con nuestras formidables locomotoras o nuestros modernos automóviles.»
      William H. Pickering, astrónomo.

  1. 50 AÑOS DE LA LLEGADA A LA LUNA
    Ya estáis tardando en ir a disfrutar de las panorámicas lunares de las misiones Apolo que la NASA ha liberado.
    Se trata de una colección de fotos individuales tomadas por los astronautas del Apolo unidas para ofrecer una perspectiva única de lo que estos pudieron observar. Las imágenes fueron verificadas por Harrison “Jack” Schmitt, el único geologísta que ha caminado sobre la Luna.

    Tenéis el lote en:

    https://www.flickr.com/photos/nasa2explore/sets/72157635384998736/

  2. Dice Elon que sera mas facil alunizar con la Starship que convencer a la NASA de que colabore con su desarrollo.

    Creo que en la medida en que el Starhopper y luego la Starship muestren progresos, aumentaran las chances de recibir colaboracion, estatal o privada.

    A ver si en dos años Elon nos da una sorpresa (unmanned)

    Un forista dijo en la fuente (teslarati):
    “Elon aterriza la Starship en la Luna y
    la NASA se convierte en una negacionista del alunizaje”.

    1. (Y unos cuantos comentaristas del foro también)

      Ha ha ha ¡Genial!

      Elon sabe muy bien el impacto que tendría en la opinión pública y en la industria las imágenes de una brutonave de 55 metros aterrizando en la Luna: cualquier otro sistema tipo Lander (como Artemis) resultaría ridículamente patético en comparación.

      En las demás potencias espaciales:

      Ya puedes decirle a la gente que tu Lander arácnido de 5 toneladas ha alunizado, que les dará igual. Lo único que querrán saber es: ¿cuándo tendremos algo como el Starship?

      1. El aislamiento de Space-X en los proyectos de la Nasa, me recuerda a lo que hacen con China. Consiguen efectos económicos malos para las empresas (Space-X en este caso). No se puede ir a Marte por sí solo. Starlink debe demostrar su éxito económico. Es una M. Hasta creo que yo, siendo pobre, donaría dinero para que Space-X llegara a Marte.
        Por otra parte está la creciente ‘popularización’ (en el sentido de que está en auge el mercado) de los microlanzadores, que en alguna medida debe quitar mercado a Space-X. Sé que en principio son diferentes los mercados, pero siempre hay una intersección.
        Me da mucha, mucha rabia. Es como tener a la persona y la empresa idónea para hacer historia y destruir esa oportunidad para mantener unos puestos de trabajo en Florida y alimentar la red de sobres en el Congreso estadounidense. Para mi es una locura lo que están haciendo en EEUU. Pero por diós!!! Que dejen el SLS de lado e inviertan en Starship. Me dan ganas de pegarme cabezazos a la pared de la desesperación.

    2. Últimos tweets de Musk:

      – Primeros vuelos de los prototipos Starship Mk1 y Mk2 en tres meses.

      – Primeros lanzamientos orbitales de dichos prototipos en seis meses.
      (Supongo que necesitarán un booster SuperHeavy para llegar a órbita)

      – Las misiones orbitales se lanzarán desde la rampa LC-39A, en la parte posterior de la torre del F9/FH.
      Ya se están construyendo partes de la nueva estructura.

      Los escépticos y negacionistas cada vez lo tienen más crudo: se refugiaban en su (sincera) creencia de que serían necesarios largos años para desarrollar algo como Starship (y así es, en parte).

      No se esperaban este “rush” de SpX con su Starship: Musk está convencido de que va a funcionar y de que lo hará pronto. Y va a por todas.

      Musk cree que pueden llegar a órbita en seis meses. Pero da igual si no es así, si tardan un poco más. Lo que está cada vez más claro es que para 2021 Starship será un cohete operativo.

      Un funeral para todos aquellos que son incapaces de entender a Musk y SpaceX, porque Musk y SpX están fuera de su marco de referencia: nunca se ha visto nada igual y, por tanto, no existe nada con lo que compararlo.

      Pero algunos insisten en intentar encajar, a martillazos, a SpX y Musk en sus marcos de referencia conocidos, y eso no funciona así.

      Empezad a preparar las patatas.

      1. facha perdon que te despierte.
        lo mas que ha logrado poner en orbita baja de carga de pago spacex fueron 3 y media toneladas.
        lo otro son proyectos promesas y especulaciones.

    3. querido julio: la crew dragon que solo tiene que ir a la estacion espacial exploto en mil pedazo.
      llegar a la luna por ahora mmmmmmm………………..??????

  3. Creo que lo lograra, tiene la oportunidad para darle un hachazo al liston de la Historia.
    No creo que le salga tan rapido, hay que duplicar esos tiempos pero aun asi es velocisimo.
    Musk ha dicho que el Super Heavy saldra mas barato que el Falcon Heavy.

    Y mientras tanto supera en baratura a un Pegasus en lanzar una carga minima. Pobres constructores de cohetes, pequeños, medianos y grandes! El SpaceXsaurio les compite y gana en todos los niveles. No me extrañaria que acusaran a SpaceX de monopolio.

    1. Recordemos que los Pegasus son fabricados por Orbital (anteriormente Orbital ATK [fusion de Orbital y Alliant Techsystems]).

      Orbital actualmente es una seccion de Northrop Grumman (fusion de Northrop y Grumman).

      Luego de todas esas fusiones de empresas ninguna de las cuales eran nenas de mama… No pueden competir con SpaceX!

    2. Otra vez yo.
      lo mas pesado que logro poner en orbita hasta ahora spacex fueron 3 y media toneladas.
      Todo lo demas es especulacion propaganda posibilidades.

  4. ¿Hay estudios de efecto sobre animales y plantas y humanos para gravedad mayor a la de la tierra? Se puede simular con naves que rotan, por ejemplo

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Por Daniel Marín, publicado el 18 julio, 2019
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