SpaceX, individuata la causa dell'esplosione del Falcon 9

La compagnia spaziale privata SpaceX ha completato un'esaustiva indagine sulle cause della spettacolare esplosione che il 1° Settembre distrusse un Falcon 9 e un satellite israeliano durante un test di preparazione al lancio. Gli ingegneri hanno ricondotto l'esplosione di Cape Canaveral ad uno dei tre serbatoi di elio nel sistema di pressurizzazione del serbatoio di ossigeno liquido nel secondo stadio.

"Nel corso degli ultimi 4 mesi, le autorità della FAA, dell'USAF e della NASA, assieme a molti altri esperti del settore, hanno collaborato con la SpaceX in una rigorosa indagine volta a determinare la causa dell'anomalia avvenuta al complesso di lancio SLC-40 di Cape Canaveral," si legge in una nota diffusa ieri dalla SpaceX. "Gli investigatori hanno analizzato oltre 3000 canali di video e telemetria; tra i primi dati anomali e la perdita del secondo stadio, seguita dalla perdita del veicolo, sono trascorsi appena 93 millisecondi. Visto che il fallimento è avvenuto sulla Terra, gli investigatori hanno potuto analizzare anche i video registrati dai sistemi di terra e i resti fisici. Al fine di validare l'indagine, la SpaceX ha condotto un'ampia varietà di test nei suoi centri di Hawthorne, in California, e McGregor, in Texas."

Il secondo stadio è alimentato da due carburanti criogenici, l'ossigeno liquido (LOX) e una forma di cherosene nota come RP-1, che vengono caricati a bordo del razzo appena 35 minuti prima del lancio. Per spingere il carburante nel singolo motore Merlin-Vac del secondo stadio, il razzo utilizza elio ad alta pressione, conservato in tre serbatoi di alluminio avvolti in carbonio. Questi contenitori, noti come COPV, sono situati all'interno dei serbatoi principali, immersi nel gelido ossigeno liquido e nel cherosene.

Il 1° Settembre, circa cinque minuti prima dell'inizio di un test di accensione statica dei nove motori Merlin 1D del primo stadio - un'operazione di routine - il secondo stadio è improvvisamente esploso, abbattendo l'intero veicolo di lancio, satellite compreso.

"I COPV che sono stati recuperati mostrano dei cedimenti nei loro rivestimenti di alluminio," prosegue la nota. "Nonostante queste strutture non siano in grado di far esplodere un COPV, gli investigatori hanno concluso che il LOX criogenico può infiltrarsi in questi buchi, al di sotto della copertura di carbonio. Quando è pressurizzato, l'ossigeno all'interno di questi spazi può rimanere intrappolato, rompendo fibre o generando attrito, il che può portare l'ossigeno a prendere fuoco. Inoltre, gli investigatori hanno determinato che la temperatura di carico dell'elio era sufficientemente fredda da creare ossigeno solido (SOX), il che aumenta ulteriormente la possibilità che l'ossigeno rimanga intrappolato e che vi sia un'accensione."

L'ossigeno liquido solitamente ha una temperatura di -180 gradi centigradi; tuttavia, la SpaceX utilizza un carburante criogenico, ovvero raffreddato fino a -200 gradi, per aumentarne la densità e migliorare la performance del Falcon 9.

Le indagini hanno portato alla luce "numerose cause credibili che portano ad un fallimento del COPV. Tutte includono l'accumulo di LOX criogenico o SOX al di sotto del rivestimento di carbonio. Le misure correttive sono mirate a risolvere tutte le possibili cause ed evitare che si verifichino le particolari condizioni di questa anomalia. Nell'immediato, queste misure includono modificare la configurazione dei COPV per consentire all'elio di essere caricato con una temperatura più alta, e tornare ad utilizzare le operazioni di caricamento dell'elio usate in precedenza su oltre 700 COPV, nessuno dei quali era esploso. In futuro, la SpaceX implementerà delle modifiche al design dei COPV per evitare del tutto che l'accumulo dell'ossigeno, il che renderà le operazioni di caricamento più rapide."

Il Falcon 9 tornerà a volare l'8 Gennaio, quando decollerà dalla base californiana di Vandenberg con una flotta di dieci satelliti Iridium NEXT. Ancora non è chiaro quando il complesso di lancio di Cape Canaveral tornerà operativo; nel frattempo, la SpaceX ha acquisito una seconda piattaforma di lancio, sempre a Cape Canaveral, da cui condurrà alcuni dei prossimi lanci. Tra questi, vi sarà la decima missione del veicolo di rifornimento Dragon alla volta della Stazione Spaziale Internazionale.