40-ta rocznica Apollo-13. Część dziewiąta: przyczyny awarii

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 ostatni już artykuł z serii opisującej historię tej pechowej wyprawy.

Feralny zbiornik z tlenem

Aby wyjaśnić okoliczności uszkodzenia modułu serwisowego wkrótce powołano specjalną komisję, która bardzo szybko swoją uwagę zaczęła poświęcać zbiornikowi tlenu nr2 jako głównemu źródle problemów.

W ramach dochodzenia, oczywistym wydawało się przeanalizowanie historii tego zbiornika.

  • Zbiornik zaczęto budować już w roku 1966 w zakładach Beech Aircraft Corporation, nadano mu numer seryjny 10024XTA00. Był to ósmy z serii zbiorników kriogenicznych na tlen wyprodukowanych dla modułów serwisowych Block-II. Wcześniej ta sama wytwórnia zbudowała dwadzieścia osiem zbiorników dla wersji Block-I. Na etapie produkcji wykryto kilka wad, które następnie usunięto. Okazało się, że w kilku miejscach należało poprawić spawy, także mechanizm odpowiedzialny za działanie mieszadeł działał zbyt głośno i pobierał zbyt dużo prądu. W tym ostatnim przypadku konieczne okazało się rozebranie całego zbiornika i usunięcie tej wady poprzez wymianę mieszadeł oraz grzałek.
  • Po serii testów w zakładach Beech, 3 maja 1967r. zbiornik został przekazany producentowi statku Apollo, zakładom North American Rockwell. Tam 11 marca 1968r. został razem ze zbiornikiem nr 1 zamontowany na specjalnej półce, która to 4 czerwca 1968r. została zamontowana w module serwisowym SM-106 (moduł statku Apollo-10).
  • W międzyczasie zaproponowano pewną modyfikację w zbiornikach tlenowych. Postanowiono więc wymienić zbiorniki z tlenem w module serwisowym Apollo-10 na te poddane już modyfikacji. Obecnie zamontowane, po wyjęciu, planowano również poddać modyfikacji i zabudować w jednym z przyszłych statków Apollo.
  • 21 października 1968r. przystąpiono do wyjmowania całej półki ze zbiornikami z modułu serwisowego SM-106. Podczas tej operacji popełniono błąd i omyłkowo zostawiono jedną śrubę mocującą. W konsekwencji półka uniosła się na około 5cm, a następnie spadła z powrotem na swojej miejsce. Po tym zdarzeniu wszystkie elementy zostały poddane analizie, oszacowano nawet teoretycznie jakie siły pojawiły się podczas tego incydentu. W tym momencie nie stwierdzono żadnych uszkodzeń.
  • Ostatecznie, 22 listopada 1968r. cała półka ze zbiornikami trafiła do modułu serwisowego SM-109, części składowej statku Apollo-13. Po serii testów, które nie wykazały nic niepokojącego cały moduł trafił do KSC w czerwcu 1969r.
  • W KSC wszystkie elementy statku Apollo zostały zabudowane na rakiecie Saturn-V, która to została w grudniu tego samego roku przetransportowana na stanowisko startowe 39A.
  • 16 marca 1970r. przeprowadzano symulowane odliczanie tzw. countdown demonstration test (CDDT) w czasie których pojawiły się problemy z wypompowaniem tlenu ze zbiornika nr 2. Wyglądało na to, że podczas wspomnianego incydentu przesunięciu uległ przewód odprowadzający. Ponieważ przewód o którym mowa był używany tylko w próbach naziemnych, po wielu konsultacjach postanowiono podgrzać wnętrze zbiornika aby w ten sposób ciekły tlen wyparował. Oczywiście istniała także możliwość wymiany całej półki ze zbiornikami. Ta operacja zabrałaby około czterdzieści pięć godzin, jednak potem należałoby przeprowadzić dodatkowe testy. Istniało więc ryzyko opóźnienia się startu Apollo-13.
  • 27 marca włączono spirale grzewcze, które miały usunąć tlen z wnętrza zbiornika. Technicy odpowiedzialni za tę operację podłączyli prąd o napięciu 65V nie wiedząc, że termostaty, które miały chronić przed zbyt wysoką temperaturą (powyżej 27C) działają przy napięciu 28V. Kiedy termostaty próbowały przerwać obwód na skutek podwyższającej się temperatury nastąpiło zwarcie i przestały pełnić swoją ochronną rolę. Jak pokazała analiza, temperatura wewnątrz zbiornika mogła osiągnąć nawet ponad 500C niszcząc tym sposobem teflonową izolację chroniącą przewody elektryczne znajdujące się wewnątrz zbiornika. Dodatkowo, osoba nadzorująca wyparowywanie resztek tlenu nie wiedziała, ie temperatura przekroczyła bezpieczne 27C, gdyż to właśnie tylko do tej wartości wyskalowany był wskaźnik pokazujący temperaturę wewnątrz zbiornika.
  • W ten sposób Apollo-13 wystartował do swojej misji z uszkodzonym zbiornikiem tlenu nr 2. Gdy w 55 godzinie misji Swigert uruchomił mieszanie, w zbiorniku pojawiła się iskra, doszło do gwałtownego wzrostu ciśnienia, które doprowadziło do zniszczenia zbiornika z tlenem. Uwolniony gaz wysadził panel powłoki zewnętrznej modułu serwisowego, a niektóre zawory systemu korekcyjnego statku zostały zablokowane zmniejszając tym samym możliwości manewrowe Apollo-13.

Aby sprawdzić hipotezę przyczyn zniszczenia zbiornika z tlenem przeprowadzono testy w Langley Research Center na specjalnie do tego przygotowanym module serwisowym. Wynik tych testów był zbieżny z tym co zaobserwowano w locie Apollo-13.

Tajemnicze zmiany trajektorii

Gdy Apollo-13 znajdował się na trajektorii powrotnej, osoby odpowiedzialne za trajektorię lotu statków zauważyli niewyjaśnioną zmianę przewidywanego kąta wejścia w atmosferę. Jak się okazało winowajcą był strumień pary z systemu chłodzenia lądownika księżycowego. Mimo, że odrzut był co prawda niewielki, to jednak w zupełności wystarczał aby zepchnąć statek z kursu na trasie kilkudziesięciu tysięcy kilometrów.

Konsekwencje misji Apollo-13

Raport komisji dochodzeniowej w sprawie incydentu podczas misji Apollo-13 zalecił szereg modyfikacji. Niektóre z nich wymagały usprawnień w przyszłych statkach Apollo. Od listopada 1969r. w KSC znajdował się już statek CSM-110, który miał być użyty podczas misji Apollo-14. To w nim w pierwszej kolejności dokonano niezbędnych modyfikacji. Dodano dodatkową izolację przewodów w zbiorniku oraz zainstalowano rezerwowy zbiornik na tlen w module serwisowym. Usprawniono także systemy alarmowe oraz inne urządzenia w module dowodzenia i lądowniku.

Tuż przed lotem Apollo-13 planowano następujące misje:
Apollo-13 H-2
Apollo-14 H-3
Apollo-15 H-4
Apollo-16 J-1
Apollo-17 J-2
Apollo-18 J-3
Apollo-19 J-4

gdzie litera “H” oznacza misję z krótkim pobytem na Księżycu (do dwóch dni), oznaczenie “J” dotyczyło dłuższych trzydniowych pobytów. 2 września 1970r. zdecydowano o rezygnacji z wypraw: “H-4” (Apollo-15) oraz “J-4” (Apollo-19).

Pozostałe loty miały odbyć się w latach 1971-72 przed rozpoczęciem programu Skylab. Misje zostały przenumerowane od 15 do 17. Najbliższy lot tj. Apollo-14 miał udać się w to samo miejsce do którego nie dotarła feralna misja Apollo-13.

Dla astronautów Apollo-13 ta misja była ostatnią wyprawą w kosmos. Lovell już przed lotem deklarował, iż będzie to jego ostatnia misja. Haise początkowo miał dowodzić wyprawą Apollo-19, która jednak została odwołana. Również Swigert nigdy ponownie nie odbył lotu kosmicznego.

Wczoraj minęło dokładnie 40 lat od zakończenia tej pamiętnej misji. Ten artykuł jest już ostatnim z serii przygotowanych specjalnie na rocznicę feralnego lotu Apollo-13.

Źródło: NASA, capcomespace.net

Orginalny press kit misji: LINK
Ciekawe informacje dotyczące trajektorii lotu na Księżyc: LINKRaport komisji badającej awarię Apollo-13: LINK

Wiadomość umieszczona na portalu www.kosmonauta.net

Share.

Comments are closed.