40-ta rocznica Apollo-13. Część szósta: lot w kierunku Ziemi

0

W tym miesiącu mija 40 lat od startu Apollo-13, misji której celem było trzecie lądowanie ludzi na Księżycu. Jednak na skutek kłopotów technicznych do lądowania nigdy nie doszło. Serdecznie zapraszamy na szósty artykuł z serii opisującej historię tej feralnej wyprawy.

Problem z CO2
W 82 godzinie misji systemy pokładowe lądownika księżycowego zostały wyłączone. Apollo-13 mknie już po trajektorii powrotu swobodnego w kierunku Ziemi. Obecnie znajduje się w odległości prawie 22tyś. km od Księżyca, a jego prędkość wynosi 1.4km/s. Grawitacja Księżyca nieustannie spowalnia jego ruch, będzie tak do momentu aż wypadkowa sił grawitacyjnych pochodzących od Ziemi i Księżyca skieruje się w kierunku obecnego celu podróży Apollo-13. Stanie się to dopiero w 90 godzinie 24 minucie misji.

Jednym z problemów z jakiego zdają sobie sprawę osoby w kontroli misji jest poziom dwutlenku węgla atmosferze statku. Poziom CO2 wraz z każdym oddechem astronautów stale rośnie. Co prawda oba statki posiadały specjalne filtry z wodorotlenkiem litu, których zadaniem było pochłanianie dwutlenku węgla. Jednak po pewnym czasie owe filtry ulegały nasyceniu i w konsekwencji przestawały spełniać swoją funkcję. Dodatkowo w kabinach statków zainstalowany był specjalny czujnik mierzący poziom nasycenia CO2. Podczas normalnego użytkowania przekroczenie poziomu 7.6 milimetrów słupa rtęci włączał alarm. Lekarze związani z lotem Apollo-13 zgodzili sie, że podwyższenie poziomu do wartości 15 nie będzie stanowiło zagrożenia dla załogi, gdyż jak pokazały testy dopiero poziom powyżej 22 zaczyna być groźny. Oczywiście zwiększenie limitu nie rozwiązywało problemu.

Problem z CO2 na tym się nie kończył. Filtry zbudowane dla modułu dowodzenia i lądownika księżycowego mają zupełnie inny kształt. Kwadratowe wkłady z “Odysei” nie pasują do okrągłych otworów w systemie środowiskowym “Wodnika”. Tym problemem zajęła się grupa osób z ekipy naziemnej, którzy zebrali wszystkie przedmioty jakie w statku posiadała załoga i przy ich wykorzystaniu skonstruowali specjalny adapter umożliwiający użycie filtrów z modułu dowodzenia. Następnie ten prowizoryczny prototyp został podłączony do symulowanej kontroli środowiska wewnątrz specjalnej komory – nastąpił udany test adaptera.

W 86 godzinie i 24 minucie misji załoga rozpoczyna konstrukcję adaptera filtrów z wodorotlenkiem litu. Joe Kerwin, który w tym czasie pełni swoją zmianę na stanowisku CAPCOM’a czyta załodze listę przedmiotów jakie należy zebrać. Następnie odczytuje szczegółowe instrukcje opisujące konstrukcję adaptera.

Budowa adaptera trwała około godziny, ale wkrótce był gotowy. Po wpięciu do układu środowiskowego lądownika księżycowego poziom dwutlenku węgla zaczął spadać.

Kolejne odpalenie korekcyjne
Tymczasem na Ziemi osoby odpowiedzialne za trajektorię statku trapił pewien niewyjaśniony problem. Ostatnie odpalenie miało nie tylko przyśpieszyć statek, ale również zagwarantować, że Apollo-13 wejdzie pod właściwym kątem w atmosferę ziemską tj. pomiędzy 5.3 a 7.7 stopnia.

Zaraz po manewrze PC+2 trajektoria “Wodnika” i “Odysei” kończyła się w atmosferze ziemskiej pod kątem 6.5 stopnia, co stanowi sam środek tego wąskiego korytarza. Jednak obecnie pomiary z sieci śledzenia pokazują, że kąt staje się zbyt płaski i wynosi już 6.3. W przypadku wejścia w atmosferę przy zbyt mały kącie Apollo-13 przeleciałby tylko przez zewnętrzne warstwy atmosfery by następnie ponownie znaleźć się w przestrzeni kosmicznej.

Po dokładnej analizie poprzedniego odpalenia nie zauważono aby gdzieś wcześniej popełniono jakieś błędy. Najbardziej więc prawdopodobną przyczyną był jakiś nieznany wyciek z modułu serwisowego lub lądownika księżycowego. Wszystko więc wskazywało na to, że potrzebne będzie kolejne odpalenie korekcyjne.

Silnik w module lądującym LEM’a posiadał zbiornik z helem, który służył do tłoczenia paliwa do komory spalania. Hel był przechowywany w bardzo niskiej temperaturze, a kulisty zbiornik w którym się znajdował ulegał powolnemu nagrzewaniu. To z kolei skutkowało zwiększaniu się ciśnieniu wewnątrz. Aby zapobiec rozerwaniu, zbiornik posiadał membranowe bezpieczniki, które pękały i uwalniały zgromadzony gaz na zewnątrz. Jednak po ich pęknięciu użycie silnika byłoby bardzo utrudnione. Manewr korekcyjny koniecznie należało wykonać przed pęknięciem tych zabezpieczeń, które według kontroli misji uległoby rozszczelnieniu w okolicy 105 godziny lotu.

O problemie ze zbiornikiem helu jak i koniecznością jak najszybszego dokonania odpalenia korekcyjnego powiadomiono załogę. Jest 97 godzina 10 minuta misji, Lovell i Swigert odpoczywają w module dowodzenia, a tymczasem Haise czuwa w lądowniku księżycowym. W pewnym momencie głuchy trzask z okolic LEM’a przykuwa jego uwagę. Informacja o kolejnym “wybuchu” działa na kontrolę misji nieco niepokojąco. Szybka analiza wykazała, że to wybuchła bateria nr2 w stopniu lądującym. Wybuch spowodowany był najprawdopodobniej detonacją mieszanki wodoru i tlenu, która powstała na skutek zjawisk chemicznych wewnątrz baterii. Pozostałe trzy baterie bez problemu mogą pracować ze zwiększoną wydajnością rekompensując gorsze działanie baterii nr2.

Ponowne odpalenie silnika “Wodnika” w celu korekty trajektorii przeprowadzono w 105 godzinie 18 minucie misji. W tym czasie Apollo-13 znajdował się w odległości około 282tyś. km od Ziemi i poruszał się z prędkością 1.3km/s.

T+105:18:28.0 – początek odpalenia korekcyjnego.
T+105:18:42.0 – zakończenie manewru.

Ten czternasto-sekundowy manewr przy ustawionym ciągu 10% został wykonany przy ręcznym zorientowaniu statku. Było to konieczne gdyż po odpaleniu PC+2 układ nawigacyjny “Wodnika” został wyłączony celem zaoszczędzenia energii elektrycznej. Tym samym ustawienia układu nawigacyjnego, które zostały przeniesione z “Odysei” w dniu awarii i następnie skontrolowane poprzez namiar na Słońce i na gwiazdy, przepadły. Jednak w wypadku tego kilku sekundowego odpalenia, sterowanie ręczne było wystarczające aby uzyskać wymaganą korektę trajektorii. Margines błędu ustawienia wynosił tu pięć stopni. Statek został ustawiony tak aby w iluminatorze w celowniku optycznym widoczna była Ziemia, a dodatkowo widok Słońca w teleskopie optycznym Alignment Optical Telescope (AOT) miał potwierdzać prawidłową orientację.

Po tym manewrze postanowiono wprowadzić statek w niewielki ruch obrotowy aby zapewnić kontrolę termiczną PTC. Zaraz po tym Swigert i Haise postarają się zasnąć i odpocząć trochę w module dowodzenia, mimo panującego tam już zimna.

Źródło: NASA, capcomespace.net
Oryginalny press kit misji: LINK

Ciekawe informacje dotyczące trajektorii lotu na Księżyc: LINK

Share.

Comments are closed.