ロケットエンジンとマニキュア2020年10月29日 21:52

ロケットエンジンとマニキュア
ロケットエンジンとマニキュア


GPS衛星がスタックした原因が、浮沈子が妄想したようなガス発生器の燃料混合やエンジン本体の燃焼条件を変えて煤が付くのを減らそうとしたことによるトラブルなどではなく、ガス発生器内の部品(具体的に何かは不明)をアノダイズ(アルミニウム陽極酸化処理:アルマイト加工)する際のマスキング剤であるラッカー塗料(マニキュアと同じ?)の残りが、安全弁のベントホール(直径2mmの穴)に詰まったことによるものだった件については、以前の記事の追加として既に書いた。

(マーリンエンジンの問題解決か:GPS衛星の打ち上げ決まる)
http://kfujito2.asablo.jp/blog/2020/10/27/9310331

「<さらにさらに追加>----------
(ほんの少しのラッカーが新しいファルコン9ロケットを1か月間どのように接地したか)
https://arstechnica.com/science/2020/10/nasa-and-spacex-set-new-date-for-crew-launch-explain-merlin-engine-issue/
「彼らは、ガス発生器内の安全弁(エンジン内の小さなロケットが始動してその機械に動力を供給する)がマニキュアに似たマスキングラッカーで詰まっていることを発見しました。彼らは、ベントホールからラッカーを取り除くことでエンジンが正常に始動することを示すことができました。」」

副題には、「ロケットはタフで、細部に多くの注意を払う必要があります。」とある。

今回、テスララティにも記事が出たので、新たに起こすことにした。

(SpaceXの運用宇宙飛行士の打ち上げは、「マニキュア」の遅れの後、軌道に戻ってデビューします)
https://www.teslarati.com/spacex-crew-1-astronaut-launch-debut-nail-polish-delay/

「最新のブリーフィングのちょうど1週間前に、NASAの有人宇宙飛行プログラム管理者で元コマーシャルクループログラムマネージャーのキャシー・リーダースは、スペースXがまだ打ち切りの原因を分析しているが、少なくとも1つのクルー1ブースターエンジンをすでに決定していることをTwitterの声明で明らかにしましたFalcon 9ブースターB1063の1つのエンジンと同様に、交換する必要があります。」(浮沈子注:B1063はセンチネル6A用)

「NASAの10月28日のクルー1ブリーフィングの間に、スペースXのケーニヒスマンは会社が最終的にクルー1ブースターB1061の9つのマーリン1Dエンジンの1つではなく2つを交換することを決定したことを明らかにしました。」

・GPS衛星:B1062(新品)2基交換
・クルー1:B1061(新品)2基交換(当初、1基と言われていた。)
・センチネル6A:B1063(新品)少なくとも1基交換

打ち上げ日程についても、一部確認された。

・GPS衛星:11月4日(EST)
・クルー1:11月14日(EST)
・センチネル6A:未記載(11月10日予定)

マクレガーでの検査の結果は以下の通り。

「SpaceXは最終的に、エンジンのガス発生器リリーフバルブの1つに供給する小さな配管ラインに原因を絞り込みました。比較的新しいマーリン1Dエンジンの一見ランダムなサブセットで、SpaceXは最終的に、サプライヤー提供のリリーフバルブラインが「赤いマニキュア」に例えられる保護ラッカーケーニヒスマンによって詰まっていることを発見しました。」

あんま、いい自動翻訳じゃないけど、意味は通じる。

「陽極酸化と呼ばれる表面仕上げプロセス中にエンジンチューブの部品を選択的に除外するために使用されたラッカーは、ランダムに選択されたエンジン部品でうまく除去されなかったか、過度の洗浄によって誤って詰まりに陥りました。」

マスキング剤の除去が、全てのエンジンで適正に行われなかったわけではないという。

もっとも、新品のエンジンだって、マクレガーでテストしてから組付けられ、静的点火試験(スタティックファイアーテスト)を経て、本番の打ち上げに臨むわけで、GPS衛星用エンジンは、少なくとも2度の点火試験をパスしている。

これは、事前の検査が有効とは限らないという意味では本質的に厄介な問題だが、今回は原因が特定されたことで根本的に解決されたわけだ。

何度かの噴射テストの際に、詰まったラッカーが除去されてしまったりしていたら、原因究明は難航したかもしれない。

ラッキー(ラッカー?)だったな・・・。

まあ、どうでもいいんですが。

CRS7の時といい、アモス6の時といい、洗浄剤の残留で回収に失敗した時といい、今回のマスキング剤の詰まりといい、ほんの些細な現象が、打ち上げの失敗や回収の失敗、打ち上げ延期などの大きなトラブルに繋がっている。

今回は、1か月程度の延期で済んだわけで、冒頭引用したアルスの副題にもあるように、ロケットはタフで同時に繊細な話なわけだ。

隠れた瑕疵は、まだあるに違いない。

100回を超える打ち上げを成功させたスペースX社でも、まだまだ経験が足りないということになる(今世紀になって誕生した新興企業だからな)。

軌道打ち上げロケットが登場して60年余り。

技術は進歩し、経験は失われ、失敗は繰り返される。

地球低軌道の打ち上げでは、GPSを使って測位が行われるようになった。

衛星が衛星の打ち上げをサポートしている。

時代は変わった。

何十人ものスタッフが打ち上げを見守る管制室の様子も、一変するに違いない。

我が国が開発を進めているイプシロンは、ノートパソコン2台(1台はバックアップ)によるモバイル管制を目指していると言われる。

(新型ロケットで実現する世界初のモバイル管制)
https://www.jaxa.jp/article/interview/vol58/p2_j.html

「2台のパソコンでロケットの管制と自律点検ができるような仕組みが、実際のハードウェアで証明されました。現在はワークステーションになっていますが、いずれは、ノートパソコン1台でできるようにしたいと思っています。」

なんと、目指しているのは1台だとさ。

まあいい。

そういう革新技術が生かされる部分と、塗料で穴が詰まってトラブる部分が共存している。

やがて、世界中で小型ロケットがバンバン打ち上がり、地球低軌道は衛星で埋め尽くされる時代が来るに違いない(スターリンクの数万機どころじゃなくて)。

もちろん、その情報は共有され、有人ロケットの打ち上げも安全に行われるようになる。

デブリの隙間を縫って、ピンポイントで宇宙に出るわけだな。

宇宙を軍事利用しようとしても、下手に飛ばせば民間衛星と衝突するくらいに密になれば、そう簡単に宇宙の軍事化も出来なくなるかもしれない。

1億機位の衛星を、毎年上げるようになれば、地球低軌道も平和になるに違いないかもな・・・。

<以下追加>----------

(SpaceXは、11月の乗組員の打ち上げに先立って、エンジンの問題をバルブの詰まりまで追跡します)
https://spaceflightnow.com/2020/10/28/spacex-traces-engine-problem-to-blocked-valve-ahead-of-november-crew-launch/

「調査の結果、下請け業者が複数のエンジンの狭いベントポートを適切に掃除できなかったことが判明しました。」

「データを見ると、2つのエンジンが早期に始動しようとしたが、自動中止によってそれが妨げられたことがわかりました」

「そしてそれを行うことで、エンジンハードウェアに損傷を与える可能性のあるハードスタートを防ぎました。」

「私たちが気付いたのは、これは過去2か月以内に起こったに違いないことです。そのため、古いブースターではなく、新しいブースターにあるエンジンのビルド日に主に影響します」

なぜ、以前のエンジンに問題がないかは明記されていない。

「以前のエンジンテストのデータを調べたエンジニアは、Crew-1ブースターの2つのエンジン、GPSミッション用のロケットの2つのエンジン、および打ち上げが予定されている別の新しいFalcon9ロケットの1つのエンジンで「同様の初期傾向を発見」した」(センチネル6A用)

記事の後半では、デモ2で用いられたパラシュートの話が出てくる。

「Demo-2ミッションの降下で指摘された他の問題は、カプセルのパラシュートにいつ展開するかを指示する高度センサーに関係していました。デモ2ミッションのパラシュートは、予想よりもわずかに低い高度で展開されました」

「クルードラゴンのノーズコーンの通気口の「詰まった領域」がデモ2ミッションでの初期のパラシュート展開につながったと述べた。」

「初期のドローグ(パラシュート)の展開につながったノーズコーンの通気口の詰まった領域は、それを処分しました。」

どうも、詰まる話が続いたようだ。

クルー1のスタティックファイアテストの話も出てくる。

「SpaceXは、11月9日にパッド39Aで、完全に組み立てられたFalcon9ロケットとCrewDragon宇宙船のテスト発射を実行する予定です。静的火災テストはSpaceX打ち上げキャンペーンの標準的な部分ですが、10月2日にGPS打ち上げの試みを中止した欠陥がロケットのエンジンにないことを確認する別の機会をエンジニアに提供します。」

うーん、GPS衛星用のB1062(2基のエンジンが不だった)では、9月25日に行われた静的点火試験では異常が検出されなかったからな。

当てにはならない。

せいぜい、気休め程度か。

気になる記述もある・・・。

「私たちがインストールしているエンジンの1つに、GPS3ミッションで最初に飛行することを望んでいるわずかな変更があります」(“One of the engines that we’re installing has a slight change that we would like to see fly on the GPS 3 mission first,”)

GPS衛星用エンジンは、2基交換される。

ほら、やっぱ、何か弄ってる。

秘密は、いつか明るみに出るに違いない・・・。

<さらに追加>----------

(Falcon 9エンジンの問題により塗料が乾燥し、4人の宇宙飛行士によるCrew-1ミッションの準備が続けられました)
https://www.elonx.cz/problem-s-motory-falconu-9-zpusobil-zaschly-lak-pripravy-mise-crew-1-se-ctyrmi-astronauty-pokracuji/

「ワニスはおそらく誤って除去/洗浄され、安全バルブの狭い通気口に入り、そこで硬化して直径1.5mmのこの穴を塞ぎました。」

うーん、ビミョーに細いな。

「GPSIII-SV04およびCrew-1ミッション用のミサイル上の2つのマーリンと、Sentinel-6Aミッション用のステージ上の1つのエンジンが交換されました。」

「このミッションのミサイルはマーリン1台に交換されましたが、検査はまだ完全に終了していないため、数は変わる可能性があります。」

ここまでは、既報の通りだ。

例の気になる記述もある。

「ペイントの問題の影響を受けたものと引き換えにクルー1のロケットを受け取った新しいマーリンの1つには、NASAが最初にGPSIII-SV04ミッションで飛行することを望んでいる別の不特定の変更が含まれていると言われています。」

ほほう、クルー1の方にも変更が施されいるわけだ(先にGPS衛星が飛ぶわけですが)。

この記事でも、センチネル6A用エンジンに対する変更の有無には触れられていない。

何だろうな・・・。