strona główna     -     konkurs     -     archiwum fahrenheita     -     stopka redakcyjna     -     napisz do nas
 
Tomasz Pacyński
strona 22

Pięć minut

 

Jak w przypadku katastrofy Challengera, to właśnie druga minuta startu okazała się krytyczna. Wtedy w krawędź natarcia skrzydła orbitera uderzyła pianka izolacyjna, oderwana od głównego zbiornika paliwa. Jak dotąd jest to uznawane za najbardziej prawdopodobną przyczynę powstania uszkodzeń, które w konsekwencji spowodowały rozpadnięcie się Columbii w czasie powrotu z orbity.

Wszystko wskazuje na to, że los wahadłowca został przesądzony właśnie w tym momencie. Być może istniały jeszcze szanse ratunku dla siedmioosobowej załogi, gdyby zareagowano na niepokojące obrazy zarejestrowane przez kamerę dalekiego śledzenia. Od uderzenia przez jeszcze około pięć minut można było podjąć decyzję.

 

Wahadłowce są stosunkowo niebezpiecznym środkiem transportu orbitalnego. Przemawiają za tym nie tylko statystyki. Podczas projektowania zrezygnowano z rozwiązań zwiększających bezpieczeństwo załogi, uważano wtedy cały kompleks za tak doskonały, iż wydawały się niepotrzebne. Niektóre z urządzeń (fotele katapultowane dla pilotów) zdemontowano już w trakcie eksploatacji Columbii, jedynego orbitera, który był w nie wyposażony (poza Enterprise, który nigdy nie poleciał na orbitę, był używany tylko do testów lądowania).

Nie wdrożono także żadnego z rozwiązań proponowanych po katastrofie Challengera.

W rezultacie załogi wahadłowców paradoksalnie mają mniejszą szansę ratunku niż astronauci w starszych pojazdach, amerykańskich i radzieckich.

Tak jest już poczynając od fazy startu.

 

Dość iluzoryczna jest już możliwość ratunku w przypadku kłopotów na wyrzutni, jeszcze przed oderwaniem się od niej. W takiej sytuacji przewidziano możliwość ewakuacji ze stanowiska startowego za pomocą urządzenia podobnego do kolejki linowej. Załoga musiałaby wyjść o własnych siłach z orbitera i zjechać specjalnym wagonikiem. Tu załogi tradycyjnych rakiet nośnych miały znacznie większe szanse, cała kapsuła załogowa mogła zostać odstrzelona za pomocą rakiet wspomagających. O skuteczności tego rozwiązania przekonali się Rosjanie, którzy przeżyli wybuch rakiety nośnej na wyrzutni.

 

Co więcej, kabinę załogową można odstrzelić już podczas startu, jeszcze w gęstych warstwach atmosfery. Załoga wahadłowca nie ma takich możliwości, awaria po odpaleniu silników pomocniczych w ciągu mniej więcej dwóch pierwszych minut lotu, musi zakończyć się tragicznie.

 

Wynika to z konstrukcji całego zestawu startowego. Silniki wspomagające SRB (Solid Rocket Booster) pracują na paliwie stałym. Po zainicjowaniu zapłonu nie można ich wyłączyć, aż do całkowitego wypalenia paliwa, oraz nie można sterować ich ciągiem. Można je tylko odrzucić, ale w gęstszych warstwach atmosfery, kiedy pracują pełnym ciągiem, najprawdopodobniej skończyłoby się to zniszczeniem całego zestawu pod wpływem naprężeń i sił aerodynamicznych.

 

Rakiety SRB są uważane za najsłabsze ogniwo zestawu startowego. Po katastrofie Challengera, spowodowanej przez usterkę jednego z nich, rozważano (a nawet komisja przyjęła takie zalecenia) zastąpienie ich rakietami LRB (Liquid Rocket Booster), co, prócz zwiększenia bezpieczeństwa, zwiększyłoby udźwig wahadłowców oraz pozwoliłoby na osiąganie wyższych orbit. Zrezygnowano z tego jednak ze względu na koszty.

 

Obecnie uważa się, że w czasie pomiędzy zapłonem rakiet pomocniczych a ich odrzuceniem nie ma żadnych sposobów ratunku w przypadku awarii. W pierwszych lotach Columbii dwuosobowa załoga miała do dyspozycji standardowe fotele katapultowane, wprawdzie przewidziane raczej do użycia w razie kłopotów w fazie lądowania. Mogły one pomóc podczas startu, pod warunkiem nie przekroczenia prędkości 2 Ma. Jednak byłoby to bardzo ryzykowne, z uwagi na duże prawdopodobieństwo dostania się po katapultowaniu w strumień gazów wylotowych (silników SRB, jak wiadomo, nie można wyłączyć).

 

Fotele zdemontowano, i tak były zainstalowane tylko na górnym pokładzie, gdzie w najlepszym przypadku mogłoby być ich cztery.

 

Pierwsze scenariusze awaryjne przewidziano dopiero po odrzuceniu silników wspomagających. Za przesłanki do nich uważano zresztą nie tyle nieprzewidziane, groźne w skutkach awarie, jakie nastąpiły przy startach Challengera i Columbii, ale raczej niemożność osiągnięcia orbity w ogóle, albo orbity właściwej - czyli wejścia na zbyt niską. Obawiano się przede wszystkim awarii silników głównych SSME (Space Shuttle Main Engine). Jak się okazało, taka awaria jak dotąd nie nastąpiła, silniki SSME okazały się bardzo niezawodnym elementem mimo skomplikowanej konstrukcji i bardzo wyśrubowanych parametrów. Jedyne wyłączenia silników w fazie startu zostały spowodowane nie ich usterkami, ale błędami czujników lub oprogramowania.

 

Opracowano trzy scenariusze awaryjne - powrót do miejsca startu (RTLS - Return To Landing Site), lądowanie po przeleceniu Atlantyku (TAL - Transatlantic Abort Landing), wejście na stabilną orbitę (ATO - Abort To Orbit). Pozostałe scenariusze nie dotyczą fazy startu.

 

Wydaje się, że w przypadku Columbii najwięcej szans na powodzenie rokowałby powrót do miejsca startu. W takim przypadku najmniejsze jest przegrzewanie konstrukcji.

Procedura RTLS polega na wykonaniu zwrotu zestawu orbiter-zbiornik zewnętrzny ET (External Tank) już po odrzuceniu rakiet wspomagających. Manewr dokonywany jest przy pomocy pracujących silników SSME. Odrzucenie zbiornika ET dokonywane jest nisko, tak że zbiornik nie płonie w atmosferze, a spada do Atlantyku. Po odrzuceniu zbiornika rozpoczyna się normalna w zasadzie procedura bezsilnikowego podejścia do lądowania, nieco trudniejsza niż zwykle z uwagi na znacznie krótszą drogę schodzenia i mniej czasu na zmniejszanie prędkości (orbiter podchodzący do lądowania wykonuje tzw. S-turn, serię ciasnych zakrętów, przy których wytraca prędkość).

 

Tak to wygląda w teorii, jednak piloci wahadłowców uznają RTLS za manewr desperacki. Nie ma żadnej gwarancji, że wytrzymałaby struktura orbitera obciążonego zbiornikiem paliwa, manewrującego w gęstych warstwach atmosfery i napędzanego wciąż potężnym ciągiem silników głównych. Biorąc pod uwagę wyeksploatowanie pojazdów i prawdopodobne zmiany zmęczeniowe konstrukcji, katastrofa jest wielce prawdopodobna.

 

Znacznie mniejsze obciążenia niesie ze sobą kolejny scenariusz awaryjny - lądowanie po przekroczeniu Atlantyku. Wyłączenie silników SSME następuje mniej więcej w tym samym czasie co w normalnej misji, jak również odrzucenie zbiornika ET. Trajektoria orbitera przypomina tor lotu samolotów suborbitalnych. Lądowanie następuje na lotnisku w Hiszpanii, Maroku lub w Senegalu. Lot przez Atlantyk trwa 45 minut, konieczne jest, dla zmniejszenia wagi orbitera, zrzucenie zapasów paliwa do silników OMS (Orbital Maneuvering System).

 

Ta procedura, aczkolwiek uznawana za bezpieczniejszą dla struktury orbitera niż RTLS, mogła nieść ze sobą większe ryzyko w przypadku Columbii. Podczas lotu suborbitalnego, w fazie zniżania występują te same problemy, co przy zejściu z orbity, jedynie w mniejszym nasileniu. Mniejsze jest rozgrzewanie orbitera, słabsze siły aerodynamiczne. Być może uszkodzenia, do których doszło podczas startu, nie spowodowałyby jednak rozpadu promu.

 

Następne scenariusze awaryjne przewidują już zejście z orbity, ze wszystkimi tego konsekwencjami. Być może również skończyłyby się tragicznie.

 

Mało prawdopodobne było zakończenie misji przez ewakuację załogi na orbicie. Podczas projektowania systemu Space Shuttle zakładano, że starty wahadłowców będą odbywały się co dwa tygodnie. Przy autonomiczności orbitera rzędu trzech tygodni, w awaryjnych sytuacjach do miesiąca, planowano ewentualny ratunek za pomocą innego wahadłowca, przewidując, że jakiś będzie zawsze gotów do startu w ciągu tygodnia lub dwóch. Rzeczywistość brutalnie zweryfikowała te założenia, obsługa międzystartowa trwa miesiącami, polega nie tyle na zatankowaniu paliwa, jak to optymistycznie z początku przedstawiano, ale na dość gruntownym remoncie promu. Nie istniał żaden alternatywny system ratunkowy gotów do szybkiego startu, choć rozważano jego zbudowanie.

 

Jak obecnie przyznają Rosjanie, nie byliby oni zdolni do wystrzelenia w możliwym do przyjęcia czasie statku (statków) ratunkowych.

 

Nie było możliwe przejście załogi na pokład międzynarodowej stacji kosmicznej. Tu doniesienia są dość sprzeczne, niektóre mówią o problemach z osiągnięciem orbity stacji ze względu na zbyt mały zapas paliwa do silników OMS. Nie ulega natomiast wątpliwości, że na Columbii nie był zamontowany moduł dokujący oraz, co ważniejsze, został zdemontowany teleskopowy wysięgnik.

To ostatnie jest istotne. Nawet zbliżenie się do stacji Freedom nie rozwiązywałoby problemu przejścia na stację. Na pokładzie Columbii nie było plecaków manewrowych MMU, siedmioosobowa załoga dysponowała dwoma skafandrami.

Tu też zmieniono początkowe założenia oraz zrezygnowano z innych systemów ratunku na orbicie - na przykład z indywidualnych kapsuł ratunkowych.

 

W chwili osiągnięcia orbity wiadomo było, że jedynym sposobem powrotu jest wejście w atmosferę.

 

Istnieją przesłanki, że decyzja opuszczenia orbity zaraz po rozpoczęciu misji mogła w jakimś stopniu ograniczyć ryzyko. Podczas lotu orbitalnego prom poddawany jest olbrzymim obciążeniom, spowodowanym przez pracę silników sterujących orientacją pojazdu (RCS - Reaction Control System). Odpalenia tych silników trwają przez cały czas misji, powodując silne drgania konstrukcji. Być może to przyczyniło się do dalszego osłabiania ochrony termicznej lub nawet struktury nośnej orbitera.

 

Możliwości zapobieżenia katastrofie w chwili powrotu do atmosfery były już praktycznie żadne. Tutaj konstruktorzy nie przewidzieli możliwości ratunku dla załogi, może poza przypadkiem rozhermetyzowania kabiny już w niższych warstwach atmosfery.

Jedynym, iluzorycznym i budzącym tylko kpiny załóg, środkiem ratunkowym są spadochrony, których można użyć w ostatniej fazie podejścia do lądowania, kiedy już wiadomo, że nie prom nie doleci do lotniska. Ponieważ wyskoczyć z wahadłowca można tylko niczym z samolotu bombowego z lat drugiej wojny światowej i przy prędkości nie przekraczającej kilkuset kilometrów na godzinę (czyli w rzeczywiście w ostatniej fazie lądowania) spadochrony są raczej tylko zbędnym obciążeniem, siedmioosobowa załoga nie ma szans na opuszczenie kabiny przez jeden właz. W dodatku prom podczas podejścia do lądowania musi być pilotowany, więc szanse przeżycia pilota są zupełnie zerowe.

 

To zresztą spowodowane jest kolejną oszczędnością, Space Shuttle nie ma silników mogących pracować podczas powrotu w atmosferze, umożliwiających powtarzanie podejścia do lądowania (jak radziecki jeszcze Buran).

 

Jeśli więc prace komisji doprowadzą do wniosków, że katastrofa Columbii została spowodowana przez uszkodzenie lewego skrzydła podczas startu, pozostanie świadomość, że nikt nie skorzystał z pięciu minut, podczas których można było podjąć decyzję. Później nie można było już nic zrobić.

 

Zapewne, jak po katastrofie Challengera, zostaną opracowane kolejne projekty modernizacji wahadłowców, by zwiększyć bezpieczeństwo, nawet kosztem efektywnego udźwigu. I zapewne, jak i tamte, skończą w koszu na śmieci.




Koniec




Spis treści
451 Fahrenheita
Literatura
Konkurs
Bookiet
Recenzje
Komiks
Stopka
A.Mason
Paweł Laudański
Andrzej Pilipiuk
W.Świdziniewski
Adam Cebula
Tomasz Pacyński
Rafał Ostuda
EuGeniusz Dębski
Tomasz Pacyński
Adam Cebula
Maja Kossakowska
Rafał Kosik
Grzegorz Buchwald
K. i K. Urbańskie
Ondřej Neff
Michal Jedinák
KRÓTKIE SPODENKI
nonFelix
Adowity
 

Poprzednia 22 Następna