De astronauten die vorige maand met het Starliner-ruimtevaartuig van Boeing naar het internationale ruimtestation ISS reden, weten nog steeds niet wanneer ze naar de aarde zullen terugkeren.
Astronauten Butch Wilmore en Sonny Williams waren 51 dagen in de ruimte, zes weken langer dan oorspronkelijk gepland, als ingenieurs op aarde om problemen met het voortstuwingssysteem van de Starliner op te lossen.
De problemen zijn tweeledig. De voortstuwingsmotoren die de reactie van het ruimtevaartuig regelen, raakten oververhit, en sommige stopten met werken toen het ruimtevaartuig op 6 juni het internationale ruimtestation naderde. Een apart, hoewel misschien gerelateerd probleem betreft een heliumlek in het aandrijfsysteem van het voertuig.
Managers van NASA en Boeing zeiden donderdag dat ze nog steeds van plan zijn Willmore en Williams naar huis te brengen aan boord van het Starliner-ruimtevaartuig. In de afgelopen weken hebben grondteams boegschroeftests uitgevoerd op een testopstelling in White Sands, New Mexico. Dit weekend zijn Boeing en NASA van plan de stuwraketten van het ruimtevaartuig in een baan om de aarde te brengen om de prestaties ervan tijdens het aanmeren bij het ruimtestation te verifiëren.
‘Ik denk dat we dichter bij de laatste stukjes vluchtrechtvaardiging komen om ervoor te zorgen dat we veilig thuis kunnen komen, en dat is nu onze primaire focus’, zei Stitch.
De problemen hebben geleid tot speculaties dat NASA zou kunnen besluiten Wilmore en Williams terug te brengen naar de aarde in een SpaceX Crew Dragon-ruimtevaartuig. Er is momenteel één Crew Dragon-voertuig aangemeerd op het station, en een ander voertuig met een nieuwe bemanning staat gepland voor volgende maand. Steve Stich, directeur van NASA’s Commercial Crew Program, zei dat het bureau back-upplannen heeft overwogen om de Starliner-bemanning aan boord van een SpaceX-capsule naar huis te brengen, maar de belangrijkste focus blijft het terugbrengen van astronauten naar huis aan boord van de Starliner.
“Onze belangrijkste keuze is om de missie te voltooien. Er zijn veel goede redenen om deze missie te voltooien en Butch en Sonny naar huis te brengen met de Starliner. De Starliner is ontworpen als een ruimtevaartuig met de bemanning in de cockpit”, zei Stitch.
Het Starliner-ruimtevaartuig is op 5 juni opgestegen vanaf het ruimtestation Cape Canaveral in Florida. Willmauer en Williams zijn de eerste astronauten die de ruimte in vliegen aan boord van een commerciële bemanningscapsule van Boeing, en deze testvlucht heeft tot doel de weg vrij te maken voor toekomstige operationele vluchten waarbij bemanningen van vier van en naar het Internationale Ruimtestation worden gewisseld.
Zodra NASA het Starliner-voertuig volledig heeft gecertificeerd voor operationele missies, zal het agentschap beschikken over twee ruimtevaartuigen die gekwalificeerd zijn om mensen naar het station te vervoeren. Het Crew Dragon-voertuig van SpaceX vervoert sinds 2020 astronauten.
Testen, testen en nog eens testen
NASA heeft de duur van de Starliner-testvlucht verlengd om tests uit te voeren en gegevens te analyseren in een poging vertrouwen te krijgen in het vermogen van het ruimtevaartuig om zijn bemanning veilig naar huis te brengen en de grondoorzaken van oververhitte motoren en heliumlekken beter te begrijpen. Deze problemen bevinden zich in de servicemodule van de Starliner, die overboord wordt gegooid om tijdens de terugkeer in de atmosfeer te verbranden, terwijl de herbruikbare bemanningsmodule, met de astronauten erin, parachuteert naar een luchtkussenlanding.
De belangrijkste van deze tests was een reeks tests van de Starliner-raket op de grond. Deze raket is afkomstig van een groep apparaten die gepland zijn om gelanceerd te worden op een toekomstige Starlink-missie, en ingenieurs hebben hem aan een stresstest onderworpen, waarbij hij verschillende keren heeft afgevuurd om de reeks pulsen te reproduceren die hij tijdens de vlucht zou zien. De test simuleerde twee flyby-sequenties naar het ruimtestation, en vijf sequenties die de raket zou uitvoeren tijdens scheiding en deorbit-verbranding om terug te keren naar de aarde.
“Deze boegschroef had veel pulsaties, waarschijnlijk meer dan we tijdens de vlucht zouden verwachten, en agressiever in termen van twee ups en vijf downs”, zei Stitch. “Wat we in de stuwkracht zagen is hetzelfde soort stuwkrachtverslechtering die we in een baan om de aarde zien. Bij een aantal stuwraketten (aan boord van de Starliner) zien we een vermindering van de stuwkracht, die aanzienlijk is.”
Starliner-vluchtcomputers hebben vorige maand vijf van de 28 Reaction Control System-stuwraketten van Aerojet Rocketdyne uitgeschakeld tijdens zijn ontmoeting met het internationale ruimtestation. Vier van de vijf motoren werden geborgen na oververhitting en verlies van voortstuwing, maar ambtenaren verklaarden dat een van de motoren onbruikbaar was.
Op aarde geteste stuwkrachtmotoren hebben soortgelijk gedrag vertoond. Inspecties van stuwraketten bij White Sands toonden een uitstulping aan in een Teflon-afdichting in een oxidatieklep, die de stroom stikstoftetroxide-brandstof zou kunnen beperken. De stuwraketten, die elk ongeveer 85 pond stuwkracht genereren, verbruiken stikstoftetroxide-oxidatiemiddel, of NTO, en mengen dit met hydrazinebrandstof voor verbranding.
Het schotelventiel, dat vergelijkbaar is met het opblaasventiel op een band, is ontworpen om te openen en te sluiten zodat stikstoftetroxide in de waaier kan stromen.
“Deze handschoen heeft een Teflon-afdichting aan het uiteinde. Door de verwarming en het natuurlijke vacuüm dat ontstaat wanneer de boegschroef wordt afgevuurd, is deze handschoen vervormd en lichtjes opgezwollen”, zei Nappi.
Ingenieurs evalueren de integriteit van de Teflon-afdichting om te bepalen of deze intact kan blijven tijdens het scheidings- en deorbitproces van het Starliner-ruimtevaartuig, zei Stitch. Er zijn geen stuwraketten nodig terwijl de Starliner aan het ruimtestation is bevestigd.
‘Kan deze zeehond de rest van de reis overleven? Dat is het belangrijkste,’ zei Stitch.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”