Trinity 2.0? Nie, ale i tak największa od dekad eksplozja rakietowa na Przylądku Canaveral

Credit: SpaceflightNow / NSF
Blue Origin, jedna z komercyjnych firm na amerykańskim rynku kosmicznym, 28 maja przygotowywała się do testowego statycznego odpalenia silników swojej rakiety przed planowanym na 4 czerwca startem z satelitami Amazon Leo - konstelacji budowanej przez właściciela Amazon i Blue Origin, Jeffa Bezosa. Start ten miał być powrotem do lotów po tym, jak ostatni przeprowadzony start zakończył się awarią drugiego stopnia New Glenn i utratą komercyjnego satelity należącego do firmy AST SpaceMobile. Po ostatniej nocy wiadomo już jednak, że ten "powrót do latania" przez Blue Origin znacząco się opóźni, zaś anomalia podczas zwykłej serii rutynowych testów przedstartowych staje się wydarzeniem uruchamiającym istne domino skutków wykraczających poza koncern Bezosa. Robi się ciekawie, w jak najbardziej czarnym tego słowa znaczeniu, ale po kolei.

Krótko przed godz. 21:00 czasu lokalnego na wschodnim wybrzeżu na stanowisku startowym Launch Complex 36 (LC-36) na Przylądku Canaveral, BlueOrigin było gotowe do próbnego odpalenia silników rakiety New Glenn - największej, jaką skonstruowali, mieżącej aż 98 metrów wysokości, a więc tyle ile SLS. Rakieta jest już w pełni zatankowana. Rakieta, dla jeszcze większego choć niezamierzonego tragi-komizmu sytuacji nazwany w tym locie "No, It's Necessary" czyli "Nie, to konieczne" (nawiązując do cytatu z "Interstellar") mieści w sobie ponad tysiąc trzysta ton ciekłego metanu i ciekłego tlenu. Około 1000-1200 ton ciekłego metanu przypada na pierwszy (dolny) stopień rakiety, pozostałe 100-120 ton to utleniacz w drugim, górnym stopniu. Wszystko jest gotowe do statycznego odpalenia siedmiu potężnych silników BE-4, dających w sumie ponad 19000 kN ciągu podczas startu (ponad 2 razy więcej od Falcona 9, ale około 2 razy mniejszy, niż SLS).

Podczas pierwszej próby testu statycznego doszło do uruchomienia wodnego systemu zalewowego pod stanowiskiem startowym, ale dalsze odliczanie przerwano. Pół godziny później, dokładnie o godz. 21:00 nastąpiła ponowna aktywacja systemu zalewowego, po czym uruchomiono silnik. Pojawia się błysk zapłonu, który zamiast kontrolowanego ciągu, w ułamku sekundy zamienia się w oślepiającą, iście apokaliptyczną detonację, jakiej słynny Przylądek Canaveral jeszcze nie doświadczył na taką skalę podczas prób przedstartowych.

  
  
  
Sekwencja momentu eksplozji New Glenn. Jak widać między kadrami 1-9, o ile na kadrze 1-2 stanowisko startowe posiada jeszcze dwie wieże odgromowe o 150 m wysokości, tak kadr nr 7 ukazuje już tylko jedną. Odległy widok (kadry 8-9) mógłby sprawiać wrażenie obserwacji wybuchu atomowego. Credit: SpaceflightNow


Credit: SpaceflightNow


Credit: NASA SpaceFlight / Rodion Herrera


Credit: USA Today


Credit: New York Post


Credit: AP

Wydarzenie ze stanowiska LC-36 nie było zwykłym pożarem ani powolną deflagracją, jaką znamy z niektórych wcześniejszych wypadków rakietowych. Wstępne analizy materiałów wideo zarejestrowanych przez szereg kamer i świadków widzących wybuch z zupełnie innego miejsca, ujawniają przerażającą dynamiczność i gwałtowność całego zdarzenia. Zapłon silników BE-4 natychmiastowo zainicjował katastrofalne rozszczelnienie zbiorników paliwowych. Ponad 1300 ton wysoce energetycznej mieszanki metanowo-tlenowej uległo gwałtownemu, jednoczesnemu zmieszaniu i niemal natychmiastowej detonacji. Trudno tu dokładnie ocenić skalę eksplozji, zwłaszcza, że paliwa rakietowego nie da się przyrównać 1:1 względem trotylu (TNT) gdyż w przypadku eksplozji rakiety tylko część energii zamienia się w falę uderzeniową porównywalną z detonacją materiału wybuchowego. Biorąc pod uwagę wielkość rakiety i ilość nagromadzonych materiałów pędnych wstępne szacunki mówią o co najmniej 0,5 do 1 kilotony ekwiwalentu TNT. Dla porównania, jest to siła zbliżona do małych, taktycznych ładunków jądrowych, choć w tym przypadku oczywiście bez towarzyszącego im skażenia radiacyjnego - ale wizualnie jak ujrzycie, to już wypisz-wymaluj, niczym detonacja nuklearna.

Wizualnym efektem tej gigantycznej fali energii była klasyczna, monumentalna kula ognia, która momentalnie przekształciła się w potężny, gęsty grzyb dymu i ognia, rosnący niczym po wybuchu jądrowym. Chmura ta była tak ogromna i gwałtowna, że przebiła wyższe warstwy chmur i uniosła się na wysokość kilku kilometrów. Detonacja była tak potężna, że wygenerowała wyraźną, doskonale widoczną na nagraniach falę uderzeniową (ciśnieniową), która rozeszła się koncentrycznie od epicentrum. Huk wybuchu nie przypominał tradycyjnego, długiego dudnienia startującej rakiety - nagrania z amatorskich kamer nie zawsze to wychwytują, przynajmniej z tych, które obejrzałem, ale wiele z nich potwierdza, że był to pojedynczy trzask o niewyobrażalnej amplitudzie.

Jak podają amerykańskie serwisy, o gwałtownym drżeniu całych domów, uginaniu się okien i poruszaniu fundamentów meldowali mieszkańcy oddalonego o kilkanaście kilometrów Titusville i Cocoa Beach. Co jeszcze bardziej niezwykłe, rozbłysk kuli ognia na nocnym niebie był doskonale widoczny z odległości... ponad 80 kilometrów, w tym z samego Orlando. Skalę zjawiska potwierdza fakt, że rosnąca chmura gorących gazów i dymu została natychmiast zarejestrowana przez lokalne radary meteorologiczne oraz satelity obserwacyjne, które odnotowały nagłą anomalię termiczną i potężną sygnaturę chmurową nad bazą Cape Canaveral Space Force Station (CCSFS), w obrębie której usytuowane jest stanowisko LC-36.

  
  
Sekwencja wybuchu z innej perspektywy. Credit: AP / JConcilus


Zgliszcza na stanowisku LC-36

Szczęśliwym zrządzeniem losu oraz dzięki rygorystycznym procedurom bezpieczeństwa, w strefie zagrożenia nie znajdował się żaden człowiek. Wszyscy pracownicy zostali ewakuowani na bezpieczną odległość przed rozpoczęciem tankowania, dzięki czemu nikt nie ucierpiał. Tego samego nie można jednak powiedzieć o infrastrukturze naziemnej, która została dosłownie zmiecona z powierzchni ziemi. Pierwsze raporty i zdjęcia ukazują katastrofalny stan kompleksu LC-36. Siła fali uderzeniowej całkowicie obaliła i zniszczyła jedną z gigantycznych, mierzących 150 metrów wież ochrony odgromowej (konkretnie lżejszą wieżę po prawej stronie stanowiska). Potężny "transporter-erektor" (TE), czyli mechaniczne ramię służące do transportu i pionizowania rakiety, został całkowicie unicestwiony. Rurociągi paliwowe, systemy zalewowe, instalacje elektryczne i kriogeniczne stacje pomp zamieniły się w stopiony, pokręcony złom.

Co więcej, eksplozja wyrzuciła w powietrze tysiące odłamków. Zbiorniki kompozytowe (COPV) rakiety, rozrywane wewnętrznym ciśnieniem, zadziałały jak pociski, rozlatując się na odległość setek metrów. Część szczątków spadła na pobliskie tereny fabryczne Blue Origin, a znaczna ilość zanieczyszczeń runęła do Oceanu Atlantyckiego. Dowództwo Sił Kosmicznych USA (Space Launch Delta-45) wydało oficjalne ostrzeżenie dla mieszkańców i plażowiczów, nakazując natychmiastowe zgłaszanie wszelkich podejrzanych elementów wyrzuconych przez morze, zastrzegając, że mogą być one toksyczne i niebezpieczne.

Jak długo potrwa podniesienie się z tych zgliszcz? Aby spróbować choćby orientacyjnie to ocenić, musielibyśmy na przykład cofnąć się do września 2016 roku, kiedy to na pobliskim stanowisku SLC-40 eksplodowała rakieta Falcon 9 od SpaceX (katastrofa AMOS-6 także podczas testu statycznego). Wówczas SpaceX, dysponując już ogromnym zapleczem inżynieryjnym, i tak potrzebowało aż 15 miesięcy na pełną odbudowę i ponowne uruchomienie zrujnowanego stanowiska. Sytuacja Blue Origin jest jednak o wiele trudniejsza. Kompleks startowy LC-36 był w bólach budowany przez lata właśnie specjalnie pod unikalne, gigantyczne gabaryty New Glenna identyczne z SLS (tyle, że bez bocznych rakiet na paliwo stałe) i stanowi jedyne operacyjne stanowisko orbitalne tej firmy. A właściwie stanowił. Samo szacowanie szkód potrwa zapewne tygodnie, a fizyczna odbudowa wież, platformy oraz zaawansowanej infrastruktury naziemnej zajmie od kilkunastu miesięcy do być może dwóch lat.

Nagranie eksplozji z synchronizowanym dźwiękiem (bez opóźnienia) z nagraniem ekipy NASA SpaceFlight. Credit: NSF/Scott Manley


Rekordowa nowoczesna detonacja - w USA tak, ale nie globalnie

W nowożytnej historii kosmicznego portu na Florydzie nie było wybuchu o tak ogromnej sile niszczącej bezpośrednio na stanowisku startowym. Owszem, w czasach zimnej wojny dochodziło do spektakularnych eksplozji wczesnych rakiet Vanguard, Atlas czy Titan, a przed dekadą także wspomnianego Falcona 9. Jednak żadna z tamtych rakiet nie miała tak gigantycznej masy startowej i nie przenosiła tak ogromnej ilości paliwa kriogenicznego jak New Glenn, który zalicza się do klasy rakiet ciężkich.

Właściwie jedynym adekwatnym, choć niewątpliwie przerażającym, punktem odniesienia w historii eksploracji kosmosu pozostają legendarne, sowieckie rakiety księżycowe N1. Projekt N1 był radziecką odpowiedzią na amerykańskiego Saturna V w wyścigu na Księżyc. Wszystkie cztery próby startu tej gigantycznej maszyny zakończyły się katastrofami, jednak to katastrofa z 3 lipca 1969 roku zapisała się czarnymi zgłoskami jako największa nienuklearna eksplozja wywołana przez człowieka na stanowisku startowym. Wtedy to, zaledwie kilka sekund po oderwaniu się od ziemi, rakieta N1 (misja 5L) doznała awarii silników pierwszego stopnia i runęła z powrotem na wyrzutnię numer 110C w kosmodromie Bajkonur. Przenosząca ponad 2300 ton nafty i ciekłego tlenu konstrukcja eksplodowała z siłą szacowaną na 1 do 2,5 kilotony TNT.

Wybuch New Glenna na Cape Canaveral, choć mniejszy pod względem objętości paliwa, pod względem gwałtowności detonacji i charakteru uwolnienia energii (metan i tlen spalają się i detonują szybciej oraz bardziej efektywnie niż nafta) być może stanowi najlepszy od lat punkt nawiązania do tamtej radzieckiej eksplozji. Bez względu jaki dokładnie był ekwiwalent eksplozji dla TNT, Blue Origin niechlubnie wkroczyło do elitarnego klubu twórców największych sztucznych wybuchów w historii ludzkości.

  
Eksplozja New Glenn o quasi-nuklearnym klimacie z jeszcze innej perspektywy. Credit: NASASpaceflight


Czarna seria Blue Origin

Dla przedsiębiorstwa Jeffa Bezosa ta katastrofa to nie pojedynczy incydent, ale kolejny klocek niezwykle ponurego domina, które kazałoby postawić pod znakiem zapytania procedury kontroli jakości w firmie. Jak wspomniałem wcześniej, zaledwie miesiąc temu, Blue Origin świętowało start trzeciej misji New Glenna (NG-3). Choć pierwszy stopień rakiety zadziałał wówczas poprawnie, w drugim, wyższym stopniu doszło do poważnej anomalii podczas lotu. Federalna Administracja Lotnictwa (FAA) oraz samo Blue Origin przeprowadziły dochodzenie, którego raport końcowy zatwierdzono zaledwie w zeszłym tygodniu, krótko przed czwartkowym wybuchem. Okazało się, że przyczyną tamtej porażki był nieszczelny system kriogeniczny, który doprowadził do zamrożenia przewodów hydraulicznych, spadku ciągu drugiego stopnia i w efekcie utraty komercyjnego satelity BlueBird-7. Satelita trafił na bezużyteczną, zbyt niską orbitę i szybko spłonął w atmosferze.

Firma dopiero co otrzymała od FAA zielone światło na wznowienie lotów, wdrażając naprędce zaleocne działania naprawcze. Booster "No, It's Necessary" miał być powrotem do gry, a co istotne, na pokładzie czerwcowego lotu miało znaleźć się 48 satelitów telekomunikacyjnych konstelacji Amazon Leo, ważących łącznie blisko 30 ton. Był to ważny lot dla Amazona, który ściga się z czasem i siecią Starlink od SpaceX. Szczęściem w nieszczęściu jest fakt, że satelity te nie zostały jeszcze zintegrowane z rakietą i w momencie eksplozji bezpiecznie czekały w halach montażowych. Niemniej jednak, zniszczenie jedynego stanowiska startowego Blue Origin i utrata rakiety oznaczają, że ambitny plan wykonania kilkunastu misji dla Amazona w 2026 roku ląduje w koszu, a harmonogramy startów Amazon Leo zostały zablokowane na długie miesiące, ugruntowując jeszcze silniej pozycję SpaceX jako absolutnego monopolisty.

Domino jednak nie kończy się na klocku z napisem "Amazon Leo" i biegnie dalej poza pole działania Bezosa. Największym poszkodowanym, obrywającym rykoszetem po wczorajszej katastrofie, jest koncern United Launch Alliance (ULA). Flagowa rakieta tego konsorcjum, Vulcan Centaur, wykorzystuje w swoim pierwszym stopniu dokładnie te same silniki BE-4, które napędzają New Glenna (tyle tylko, że w liczbie dwóch, podczas gdy New Glenn ma ich siedem). Choć silniki te były certyfikowane, to dopóki niezależna komisja pod nadzorem FAA nie ustali jednoznacznie, czy przyczyną eksplozji na Przylądku Canaveral była wada konstrukcyjna silnika BE-4, czy też usterka samej instalacji rakiety, rakiety Vulcan automatycznie zostają uziemione. Głównymi użytkownikami tych rakiet są Siły Kosmiczne Stanów Zjednoczonych oraz agencja wywiadowcza NRO, dla których ULA regularnie wynosi satelity szpiegowskie i systemy bezpieczeństwa narodowego. Choć sama rakieta Vulcan nie zawiodła przy tym teście, trudno wyobrażać sobie sytuację by ULA ryzykowało starty (nawet gdyby mogła) nie mając pewności co do silników. ULA już wcześniej borykało się z problemami z boosterami na paliwo stałe, a teraz staje w obliczu wielomiesięcznego paraliżu. To z kolei blokuje kluczowe misje związane z bezpieczeństwem narodowym, ale też misje komercyjne, tworząc gigantyczny zator na rynku zamówień startowych.

Ale jest jeszcze gorzej. Prawdziwy kryzys dotyka Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej NASA oraz flagowy program powrotu ludzi na Księżyc, Artemis. Jeszcze w tym tygodniu, tuż przed katastrofą NASA dumnie ogłosiła przyznanie Blue Origin miliardowych kontraktów w ramach budowy przyszłej infrastruktury Bazy Księżycowej, w tym na dostarczenie zaawansowanych łazików za pomocą lądownika Blue Moon Mark 1. Blue Origin wygrało też wart miliardy dolarów kontrakt na budowę załogowego lądownika Blue Moon Mark 2 w ramach HLS (Human Landing System). Miał on stanowić kluczową, bezpieczniejszą alternatywę dla lądownika Starship od SpaceX, zapewniając NASA niezależność i dywersyfikację ryzyka w kolejnych lotach Artemis, opartą o wybór bardziej sprawdzonej i godnej zaufania metody lądowań.

Nagranie eksplozji z pokładu odległego samolotu lecącego nad Florydą. Credit: @Alaska


Wpływ eksplozji New Glenna na harmonogram programu Artemis może okazać się dewastujący. Zgodnie z niedawnymi zapowiedziami administratora NASA, misja Artemis 3 planowana na końcówkę 2027 roku miała być demonstracją technologii i testem systemów lądowań na niskiej orbicie okołoziemskiej w celu maksymalnego ograniczenia ryzyka przed lądowaniem na powierzchni Srebrnego Globu. Kluczowym elementem testu miał być właśnie lądownik Blue Moon Mark 2. Problem tkwi w tym, że lądowniki z serii Blue Moon są konstrukcyjnie uzależnione od rakiety New Glenn: są zbyt ciężkie i zbyt duże, by zmieścić się w ładowniach innych dostępnych rakiet jak Falcon Heavy czy SLS. Skoro New Glenn nie poleci przez najbliższy rok lub dwa, a jedyne posiadane przez Blue Origin stanowisko startowe jest teraz dopalającym się kraterem, cały harmonogram testów orbitalnych Blue Moon Mark 1 oraz załogowego Mark 2 ulega zupełnej zapaści.

Awaria New Glenna oznacza automatyczne uziemienie programu księżycowego Blue Origin. NASA naprawdę teraz znalazła się w pułapce: jej jedyną nadzieją na uratowanie terminów Artemis pozostaje właściwie Elon Musk i jego Starship, ale całkowicie grzebie to ideę zdrowej konkurencji, na którą tak bardzo liczył Waszyngton. Niesamowite jak prosty, rutynowy test przedstartowy, potrafi obrócić rozwój sytuacji i jak bardzo obnażone zostają, nie po raz pierwszy zresztą, fundamentalne błędy strategiczne w planowaniu NASA. Ponownie widać jak agencja popełniła kardynalny błąd, stawiając wszystko na niedoświadczone podmioty dopiero rozwijające swoje technologie i wśród których SpaceX ze swoim Starshipem, mimo stopniowego posuwania się w swoich lotach testowych jak przed tygodniem, także jest daleko w polu.

Temat programu Artemis będzie kontynuowany w najbliższym czasie w ramach tekstu podsumowującego Artemis 2 i najnowsze plany NASA. Nie będzie to typowe podsumowanie, bo już chyba wszystko o kwietniowym teście wokółksiężycowym powiedziano, ale dla dopełnienia blogowej tradycji, coś tam oczywiście skrobnąłem i jak zawsze nie wszystkim będzie to w smak. Mieliście go dostać dziś lub jutro, ale dzień, w którym planowałem go ostatecznie dopieścić uciekł mi przez konieczność omówienia wczorajszego quasi-atomowego grzybka nad Przylądkiem Canaveral, przez co i sam felieton będę musiał nieco przeredagować - także raczej nie ten weekend, ale przyszły tydzień.

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze, subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera.

Oprac. własne na podst. materiałów SpaceflightNow, NASASpaceFlight, BlueOrigin, FoxNews, NBC Florida.

Komentarze