Historky ze SpaceX: Selhání třetího Falconu 1 kvůli úplné maličkosti bylo pro SpaceX těžkou ránou

Máme tu překlad dalšího oficiálně zveřejněného úryvku z nové knihy Liftoff od Erica Bergera. Ta pojednává o začátcích SpaceX v dobách vývoje a prvních startů rakety Falcon 1, které byly převážně neúspěšné. V posledním dílu této volné série článků se dozvíte, jak pracovníci SpaceX prožívali třetí start rakety Falcon 1. U něj se po dvou předchozích nehodách očekával úspěch, ale nakonec přišlo trpké zklamání. Mise tehdy selhala kvůli úplné maličkosti. Pro SpaceX to navíc znamenalo potenciální zánik.

Zach Dunn zaujal 3. srpna roku 2008 svou pozici v malé kontrolní místnosti na Kwaji. Jak probíhal odpočet do startu Falconu 1, sledoval na displejích stav motoru Merlin 1C a palivových nádrží prvního stupně. Neustále proudící data nesla informace o teplotách, tlacích a dalších hodnotách. Dunn nebyl v noci nervozitou schopen zamhouřit oko, vzrušení z blížícího se startu ho ale udržovalo uvědomělého a soustředěného. Na ostrov poprvé dorazil teprve před několika měsíci a okamžitě si ho zamiloval. I když bylo na Kwaji horko a vlhko, stále se to nemohlo rovnat Texasu v létě. A nocování na Omeleku mu připomínalo kempování v Tennessee.

Asi tucet inženýrů zaplnil kontrolní místnost. Zachovi přes rameno nahlížel Jeremy Hollman (jedna z klíčových osobností vývoje Merlinů a jejich testování v McGregoru, SpaceX opustil v roce 2007). Jeho nový zaměstnavatel, letecko-kosmická firma sídlící v Bostonu, souhlasil se zapůjčením Hollmana zpět do SpaceX pro tento let. Hollman ale nijak zasahovat nemusel, jelikož Dunn dělal svou práci dobře, když do puntíku následoval seznamy úkonů a sepsané poznámky. Stejně jako v minulosti Hollman, Dunn pozorně sledoval proudící data o stavu pohonného systému rakety.

Ústředí firmy v Hawthorne v Kalifornii mezitím kypělo sebedůvěrou. Mezi pracovníky a jejich rodinami panovala veselá atmosféra, když se shromažďovali u živého přenosu promítaného na velkou obrazovku. Obráběč Bob Reagan tam měl připravenou improvizovanou ledovou skluzavku na panáky. Koupil 120 cm dlouhý blok ledu, vyřezal do něj logo SpaceX a doprostřed vyryl strouhu, přes kterou mohl proudit alkohol. „Já a Gwynne jsme si spolu dali panáka tequily,“ řekl Reagan. Chutnala jako úspěch. Všichni očekávali, že raketa dosáhne oběžné dráhy a následně propukne divoký večírek.

Odpočet neprobíhal hladce. Buzza a jeho tým měli problémy už předtím, než se v jedenáct hodin dopoledne místního času otevřelo startovní okno. Tankování helia do rakety probíhalo pomaleji, než se očekávalo. To následně způsobilo, že letecký petrolej (palivo rakety) příliš zchladl, podobně jako tomu bylo před druhým letem. Bylo proto nutné palivo z nádrže odčerpat a následně zopakovat proces tankování od začátku.

Startovní okno končilo v 15:30, aby měli pracovníci dost času odčerpat pohonné látky a zajistit raketu ještě za denního světla v případě, že by byl start zrušen. Jako součást této dohody o startu s armádou muselo SpaceX vypracovat analýzu dokazující, že start v daném časovém okně by neohrozil žádný známý objekt na oběžné dráze. Mimo toto startovní okno existovala šance, i když zanedbatelná, že by se Falcon 1 na orbitě s něčím srazil.

Všechno naznačovalo, že se start v časovém okně stihne. Pak ale zasáhla příroda. Ve 15:20, během konečné fáze odpočtu, přes Omelek přecházela bouře. Raketa nemohla bezpečně odstartovat, nicméně místní meteorologové předpovídali, že se bouře rychle přežene. S vědomím, že je kromě počasí vše ostatní připraveno, dokázal Tim Buzza s velitelem základny vyjednat desetiminutové prodloužení startovního oka. Bouře za chvíli přešla. V 15:34 vzlétl Falcon 1 k teď už jasné obloze, sebejistě směřující k očekávanému šťastnému konci.

Ten moment připadal Zachu Dunnovi téměř mystický. Naprosto ztratil pojem o čase, když vše sledoval na svém monitoru. Během dvou minut a čtyřiceti sekund podával motor Merlin výtečný výkon, když vynášel raketu do vesmíru. Dunnovi to připadalo jako pouhý okamžik. A pak už první stupeň dokončil svůj úkol a štafetu měl převzít stupeň druhý. A realita vytrhla Dunna z jeho okouzlení.

„Když nastala ta anomálie, měl jsem zrovna skloněnou hlavu a studoval jsem data. A uslyšel jsem zděšený nádech. Vzhlédl jsem a v tu chvíli jsem věděl, že je něco špatně. Chvíli mi trvalo to vstřebat. Bylo to obrovské zklamání. Lidé okolo mě byli naprosto zdrcení,“ vzpomíná Dunn. Někteří jeho kolegové dokonce plakali.

Onen zděšený nádech přišel od lidí sledujících video přenos v kontrolní místnosti. Kamera na druhém stupni jim zprostředkovala hořkou realitu. Když motor dokončil svou práci, raketa už vystoupala vysoko nad modrý oceán i bílá oblaka. Když se Merlin vypnul, první stupeň se oddělil od druhého a začal padat zpět k zemi. Ale pak, když první stupeň spadl sotva pár stop, vystřelil zpět vzhůru a ke zděšení přihlížejících narazil přímo do druhého stupně. Jako v nějaké noční můře raketového inženýra ztratil druhý stupeň po srážce kontrolu.

Když vypadla kamera, bylo jasné, že mise opět skončila katastrofou. Oba stupně rakety Falcon 1 se řítily zpět k zemi. A s třetím neúspěšným koncem mise v pořadí se zdálo, že skončil i sen o cestě ke hvězdám.

V ústředí v Kalifornii se slavnostní nálada změnila v úděs. Tom Mueller jako vždy v průběhu startu seděl vedle Elona Muska v jejich „Velitelském voze“ (nákladní automobil přepracovaný na kontrolní místnost, který SpaceX prvně používalo během statických zážehů Falconu 1 na Vandenbergově základně a později sloužil ke sledování dění na Kwajaleinu) a sledoval telemetrii a video přenášené z Kwaje. Tom měl z rudě žhnoucího Merlinu 1C dobrý pocit. Motor Kestrel ale na rozdíl od předchozího letu nedostal šanci se zažehnout a pokusit se vynést náklad na orbitu. Byl to zdrcující pocit. Raketa zvládla tu nejtěžší část letu, vzlet na prvním stupni, jen aby byla opět odsouzena ke zkáze. Z videopřenosu se Muellerovi zdálo, že systém oddělení stupňů musel mít nějakou poruchu, která způsobila tu kolizi. V momentu rozrušení to řekl Thompsonovi.

Inženýr struktur rakety zodpovědný za tuto část rakety na toto nařčení reagoval zamítavě. Byl přesvědčen, že Muellerův závěr je předčasný. „Blbost. Napřed si projdi data, než začneš vznášet obvinění,“ řekl Muellerovi.

Steve Davis už data procházel a po noci strávené jejich analýzou dokázal jako první přijít na to, co se stalo. Procházel video snímek za snímkem a jasně viděl, že mechanismy fungovaly a oddělení stupňů proběhlo správně. Na druhém monitoru si zobrazil data z letového počítače. V záplavě informací si všiml zajímavého detailu – nenulového zrychlení prvního stupně po oddělení. Thompson byl tedy nevinný. Za katastrofu mohl Muellerův nový regenerativně chlazený motor.

Na rozdíl od staršího ablativně chlazeného motoru byl Merlin 1C chlazený palivem procházejícím kanálky ve stěnách spalovací komory a trysky. Konstruktéři motoru ale nezapočítali správně všechno palivo procházející motorem při jeho vypnutí před oddělením stupňů. Software letového počítače obsahoval jen malou časovou prodlevu mezi příkazem vypnutí motoru a příkazem k oddělení stupňů. Jakmile je ale raketový motor zažehnut, tak spálí všechno palivo, které má k dispozici. A chladící kanálky v motoru obsahovaly zbytky nespáleného paliva, které se ve spalovací komoře smíchaly s trochou kyslíku a vytvořily malý, ale v důsledku zničující, tah.

„Tenhle let mě mrzel skoro tolik jako ten první, protože se tomu dalo tak snadno zabránit,“ řekl Mueller.

Měl Mueller a jeho tým tento problém odhalit předem? Asi ano, nicméně zbytkové palivo v chladících kanálcích vytvořilo opravdu jen nepatrný tah, který trval sotva vteřinu. Při plném výkonu je tlak ve spalovací komoře Merlinu 1C asi 96,15 barů. Hoření zbytkového paliva po vypnutí motoru naproti tomu vytvořilo ve spalovací komoře tlak přibližně jen 0,7 baru. Což je méně něž atmosférický tlak na hladině moře. Kvůli tomu to pracovníkům navzdory mnoha provedeným testům v Texasu uniklo.

„Tohohle si na testovacím stavu těžko všimnete, protože tlak vzduchu je okolo jednoho baru a tlak v komoře byl jen 0,7 baru,“ vysvětlil Musk. „Když jsme se později na data znovu extrémně pozorně podívali, našli jsme v nich stopu mizivého tahu. Ale když vám motor vyprodukuje tlak 0,7 baru v prostředí o tlaku 1 baru, tak si toho prostě nevšimnete. V datech to není vidět.“

Avšak ve vesmírném vakuu a s oběma stupni stále velmi blízko sebe i takto mizivý tah stačil ke katastrofické srážce. Řešení bylo prosté – změnit jedno číslo v softwaru letového počítače. Vše, co bylo potřeba udělat pro let číslo čtyři, bylo přidat čtyři sekundy k časovému intervalu mezi vypnutím motoru a oddělením stupňů. Tedy za předpokladu, že nějaký let číslo čtyři vůbec bude.

V okamžicích po havárii si tím nikdo z pracovníků na Kwaji nebyl jistý. Bulent Altan, jeden s inženýrů sedících v kontrolní místnosti vedle Zacha Dunna, se toho dne vracel do hotelu Macy’s a hlava se mu točila. To se se svou ženou přestěhoval od sanfranciského zálivu do Los Angeles pro tohle? Kvůli tomuhle tolik obětovali? Bude vůbec nějaký další pokus? Má Elon ještě nějaké peníze? Bude za pár dní SpaceX vůbec ještě existovat?

Přeloženo z: Ars Technica

Předchozí přeložené úryvky z knihy Liftoff:

• Překlad úvodu knihy
• Jak probíhal pohovor 14. zaměstnance firmy s Elonem Muskem
• Proč se současná prezidentka SpaceX Gwynne Shotwell rozhodla pracovat pro Elona Muska
• Útrapy pracovníků na atolu Kwajalein v dobách Falconu 1

Další podobné příběhy najdete v seriálu Historky ze SpaceX.