美宇航员因飞船故障滞留太空超一个月,宇航员称「相信波音」,返回需要解决哪些问题?目前美方做了哪些努力?
目前波音和NASA已经基本调查清楚了故障原因。
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推力器失效问题方面,之前在这里提到过,造成推力器故障的主要原因是过热超温:
如何看待美国 NASA 和波音否认星际客机机组人员「被困」,「我们并不急于回家」?现在超温的原因已经查明。
虽然我确实对星际线这个抽象的布局很有意见,不过至少目前看来,屁股装电池板的设计确实不该为RCS故障背锅。
具体来说,地面测试发现,星际线的RCS推力器舱段,其隔热层在轨工作时,隔热能力可能比预期更强。因此在推力器反复多次点火之后,将会积累比原先预想的更多的热量。热量堆积到一定程度,就可能导致推力器的聚四氟乙烯(特氟龙,航天上非常常用特氟龙作为耐高温的固体润滑/密封件)密封件受热膨胀脱落,进而导致推力器失效。
此外,受热膨胀的密封件也可能起泡堵住推力器燃料管路,这也是造成推力器失效的可能原因。
这个问题在地面测试期间没有发现,可能是因为测试环境与实际空间环境的差异所致。所造成的热量积累对应的推力器性能下降与星际线在与ISS对接期间推力器出现故障恶化直到失效的遥测数据相符,因此基本上可以确定这就是造成星际线RCS推力器故障的原因。
作为临时解决手段,目前已经确定在星际线正式离开ISS返回的时候会尽可能减少对RCS的使用,尽可能多使用主发动机进行机动,并将取消原定进行的绕飞机动和几个手动RCS操作测试,避免进一步恶化过热问题。
氦气泄漏方面,如这个回答提到的:
波音公司「星际客机」飞船返回地球时间被无限期推迟,推迟返回的原因是什么?目前来看问题主要来自氦气管路封严在接触四氧化二氮后的失效情况。这一问题在地面上没有发现是因为只有在带燃料长期存放后才会出现,波音是对在白沙靶场存放的一个加满燃料储存了三年的星际线服务舱进行检查的时候才发现了一样的泄露问题。
而好死不死,如我们之前知道的,这发星际线也的确在发射场咕了一两年才发射……
(当然这个问题现在发现也是好的,毕竟COTS项目的要求是飞船要在ISS上停留半年,而这半年停留必然是带着燃料的)
现在既然故障原因已经查明,NASA和波音要做的是基于此对星际线的RCS推力器进行进一步的在轨点火试车,在已经清楚原因的情况下进一步摸清飞船的实际情况、故障严重程度,并基于此评估和制定能够确保安全返回的返回计划和程序。
至少就目前而言,在最新一次在轨点火测试中,星际线的28个RCS推力器,除了交会过程中彻底坏掉几乎不产生推力的一个之外,剩下27个都表现良好,可用推力在标称水平的97-102%。NASA还将对主发动机也进行点火测试,并且丧事喜办地表示这次刚好趁机会顺便测试了带燃料长期在轨停泊之后的主发动机性能表现。
虽然还未确定具体返回时间,但既然故障原因已经摸清,可以说现在正式返回的到来已经处在预料之中了。预计最终的返回窗口可能早于8月19-20日(载人龙Crew-9任务的发射窗口),以为Crew-9腾出对接口;最晚则不能晚于9月11日,新的联盟号飞船来换班。
当然,也不排除经过分析发现波音是真的拉得彻底,选择等Crew-9上来接人回来、星际线直接无人返回的可能性。不过目前波音和NASA自己的说法还是有信心带人安全返回,当然具体到底有没有只有他们自己知道。