31. rocznica katastrofy promu kosmicznego Challenger

Trwają coroczne Dni Pamięci na Polskim AstroBlogerze przypominające, że badania przestrzeni kosmicznej to nie tylko radość i piękne chwile, ale też smutek i łzy po śmiertelnym żniwie, które Kosmos zbiera przy pierwszej okazji, gdy tylko człowiek mu na to pozwoli. Katastrofa Challengera sprzed 31 lat stała się największym nieszczęściem w całej dotychczasowej historii NASA - zginęli bowiem nie tylko astronauci (i to w największej dotąd liczbie), ale i zwykły człowiek. Dni Pamięci tradycyjnie zakończą się wspomnieniem tragedii misji STS-107 Columbia, do której doszło 1 lutego 2003 roku, dziś jednak wspomnienie jednej z najsłynniejszych katastrof XX wieku.

28 stycznia 1986 roku z Centrum Kosmicznego Kennedy'ego na Przylądku Canaveral na Florydzie wystartował do misji STS-51L prom kosmiczny Challenger. Na pokładzie siedmioosobowa załoga: sześciu astronautów oraz pierwszy cywil w kosmosie - nauczycielka matematyki Christa McAuliffe. Z uwagi na warunki pogodowe start zostaje przełożony o dwie godziny, jednak procedura końcowego odliczania przebiega sprawnie. O 11:38 czasu lokalnego rozpoczyna się jubileuszowy, 25. lot programu wahadłowców, a 10. dla Challengera.

Start misji STS-51L - rozpoczyna się 10. lot promu kosmicznego Challenger.
(Credit: NASA)

Po minucie lotu dowódca promu Francis Scobee otrzymuje rozkaz zwiększenia ciągu. W czasie T+ 1 minuta 13 sekund następuje potężna eksplozja. W mgnieniu oka prom zamienia się w olbrzymią kulę ognia. Łączność radiowa z załogą zostaje zerwana.

Tuż po eksplozji Challengera.
(Credit: NASA)

W tym momencie każdy już wie do czego doszło, podobnych widoków podczas startów wahadłowców nikt nigdy nie uświadczył. Na oczach milionów widzów nie tylko na Florydzie, ale i na całym świecie doszło do eksplozji promu kosmicznego. NASA nigdy nie straciła załogi przy starcie tej maszyny. 10 lot Challngera okazał się jego ostatnim.

Tamtego pamiętnego dnia w Centrum Kosmicznym Kennedy'ego panowały rzadko spotykane jak na ten rejon warunki atmosferyczne. Siła wiatru momentami przekraczała dozwolone granice zarówno w warstwie przyziemnej jak i do wysokości kilkunastu kilometrów. Silny mróz także nie był sprzymierzeńcem. Promy kosmiczne nigdy dotąd nie startowały w takich warunkach. W jakim stanie znajdywała się platforma startowa, z której Challenger po raz ostatni wzbił się w niebo? Sople lodu osiągały po kilkadziesiąt centymetrów.

Skuta lodem platforma startowa, stan kilka godzin przed startem Challengera.
(Credit: NASA)

Wszystkie elementy platformy startowej oblodzone, setki dużych sopli... Niektórzy obawiali się, że do eksplozji może dojść zaraz po odpaleniu silników wahadłowca, jeszcze na platformie startowej. Sam wypadek przewidział Roger Boisjoly, jeden z inżynierów z Morton Thiokol, producenta rakiet pomocniczych SRB na paliwo stale. Już na kilkanaście miesięcy przed tą feralną misją odkrył on, że gumowe pierścienie uszczelniające (O-ring) w dolnych częściach rakiet SRB przy zbyt niskich temperaturach stają się zbyt kruche, podatne na uszkodzenia i w efekcie przestające spełniać swoje zadanie. Ewentualne przepalenie takiej uszczelki mogłoby skutkować najczarniejszym z możliwych scenariuszem podczas pierwszej fazy startu. Tyle wiedziano na grubo przed katastrofą.

Przekonany o słuszności swoich racji Boisjoly do samego końca starał się wywrzeć na agencji NASA decyzję o niedopuszczeniu do startu Challengera w takiej sytuacji pogodowej. NASA odmawia, odmawia też Boisjoly na propozycję śledzenia startu z uwagi na całkowitą pewność o nadchodzącej nieuniknionej tragedii. Lot STS-51L ma się odbyć zgodnie z planem. Co wydarzyło się dalej wiemy wszyscy.

Już w czasie odpalenia rakiet pomocniczych SRB dochodzenie ujawniło niepokojącą anomalię:

Ciemny dym w pobliżu jednej z gumowych uszczelek - jak ustalono, był on efektem nadpalania uszczelki, która w wyniku niskich temperatur utraciła swoje właściwości.
(Credit: NASA)

To samo ujęcie w większym powiększeniu. Podobne sytuacje nie miały miejsca podczas żadnego z wcześniejszych startów wahadłowców. (Credit: NASA)

W 4 sekundzie lotu tajemniczy dym zniknął na skutek odłożenia się w szczelinie uszkodzonego pierścienia osadu ze spalanego paliwa stałego. Prom opuścił wieżę startową. Wnikliwe śledztwo po katastrofie Challengera wykazało, że w czasie wznoszenia na orbitę w momencie, gdy na wahadłowiec działają największe opory aerodynamiczne powietrza (faza "max q") prom otrzymał silny podmuch wiatru. Skutkiem tego powstały w efekcie spalania paliwa osad został wybity z pierwotnego miejsca w pobliżu pierścienia uszczelniającego, co z kolei doprowadziło do wydostawania się płomienia w miejscu uszkodzonej uszczelki w rakiecie SRB po bocznej stronie, doprowadzając do niszczenia elementów łączących ją z zewnętrznym zbiornikiem paliwa, jego poszycia, a następnie podpalenia niemal 2 milionów litrów ciekłego wodoru i tlenu wciąż w nim się znajdujących.

Za sprawą przepalonej uszczelki w rakiecie SRB, płomień zaczyna się wydobywać wprost ku zewnętrznemu zbiornikowi paliwa. (Credit: NASA)

Chwilę później osłona zbiornika ET nie wytrzymała i w mgnieniu oka blisko 2 miliony litrów ciekłego wodoru i tlenu zamieniły się w wielką kulę ognia. Dosłownie ułamek sekundy później wybuch rozerwał wahadłowiec na tysiące kawałków, jedna z rakiet pomocniczych wbiła się w potężny zbiornik zewnętrzny, a ten uległ eksplozji. Cały zestaw startowy ulega destrukcji.

(Credit: NASA)

(Credit: NASA)

Na kolejnej fotografii widać, że rakiety SRB po eksplozji nadal się wznoszą. To na skutek rodzaju paliwa jakimi są zatankowane - paliwo stałe raz poddane zapłonowi musi wypalić się już do końca. Aby nie ryzykować niekontrolowanego upadku, kilka sekund po zdarzeniu NASA manualnie dokonała zdetonowania silników SRB.

Wznoszenie rakiet SRB po katastrofie wahadłowca.
(Credit: NASA)

Po szczegółowym śledztwie w sprawie katastrofy Challnegera ustalono kwestie jasne dla Boisjoly'a na długo przed wypadkiem. Wahadłowiec nie powinien startować w takich warunkach. Pośpiech i kompletny brak zrozumienia przez NASA problemu pierścieni uszczelniających w rakietach wspomagających były jedną z przyczyn jednej z najsłynniejszych katastrof XX wieku.

Po 24 misjach promów kosmicznych spowszedniałe loty załogowe przestały wzbudzać zainteresowanie. Promy latały często, odbywając rutynowe i bezawaryjne misje. Aby wzbudzić zainteresowanie mediów NASA stworzyła program "Cywil w kosmosie". Na pokład promu jako pierwszy cywil weszła nauczycielka matematyki Christa McAuliffe. Wszyscy wyczekiwali startu wahadłowca z pierwszym zwykłym człowiekiem spoza korpusu zawodowych astronautów. NASA nie przerwała procedury odliczania, pomimo sprzeciwu od Rogera Boisjoly mówiącego kontrolerom misji bez ogródek, że dojdzie do katastrofy, jeśli wydadzą zgodę na start.

Na odtajnionych nagraniach po eksplozji widoczna jest kabina załogi. Uderzyła ona 3 minuty później o powierzchnię oceanu Atlantyckiego z ogromną siłą i prędkością ponad 300 km/godz. Śledztwo wykazało, że czwórka astronautów miała świadomość po wybuchu i założyła odpowiednie hełmy. Oznacza to, że eksplozja nie zabiła wszystkich członków załogi od razu. Nikt jednak nie miał szans wytrzymać potężnego uderzenia kokpitu załogi o Atlantyk, kabina została dosłownie zmiażdżona. NASA pierwszy raz straciła ludzi w promie kosmicznym, maszynie, która wydawała się dotąd bezpieczna i niezastąpiona.

Gdyby tamtego dnia Challenger nie wystartowałby, to do katastrofy najprawdopodobniej by nie doszło. Być może gdyby 28 stycznia 1986 roku prom nie trafiłby na silny podmuch wiatru, który wybił osad w pobliżu pierścienia uszczelniającego, katastrofy można by uniknąć. A być może doszłoby do niej innym razem? Tych "być może" jest więcej, choć w świetle zaistniałego wypadku nie mają one już wielkiego znaczenia. Podobna awaria związana z pierścieniem O-ring miała miejsce w czasie poprzedniej misji realizowanej przez prom kosmiczny Discovery. Tak na prawdę to on był spisany na stratę. Tyle, że Discovery nie startował w tak zimowych warunkach mających wpływ na elastyczność pierścieni uszczelniających w SRB, nie otrzymał podmuchu wiatru podczas wznoszenia, pierścienie działały poprawnie do 120 sekundy tak jak we wszystkich innych misjach, po czym rakiety pomocnicze zostały odrzucone, a prom dotarł bezpiecznie na orbitę. Załodze Challengera do przeżycia zabrakło minuty poprawnej pracy rakiety wspomagającej.

Tragedia Challengera stała się wielkim ciosem dla NASA, loty wahadłowców przerwano. Program STS został wznowiony dopiero po trzech latach. Zmodyfikowano pierścienie uszczelniające w rakietach SRB i wprowadzono szereg procedur, które miałyby zapobiec podobnym wypadkom. Dziś wiadomo jednak, że nie przyniosły one całkowitej poprawy. 17 lat później na skutek incydentu w czasie startu, kilkanaście minut przed lądowaniem rozpadła się Columbia - ponownie zginęło 7 astronautów. Pierwsza misja po eksplozji Challengera, a była nią STS-26 Discovery nie przysporzyła już trudności, ale wypadek w czasie startu Challengera sprawił, że kolejne starty wahadłowców, obserwowane były z większym napięciem i świadomością, że w razie usterek w dwóch pierwszych minutach lotu, załogi nadal nie można będzie uratować.

Roger Boisjoly po tragedii Challengera przeszedł załamanie nerwowe i zrezygnował z pracy. Przez kilkanaście następnych lat prowadził wykłady z etyki inżynierskiej. Gdy z podobnych przyczyn, a zwłaszcza jawnego niedbalstwa doszło do katastrofy promu kosmicznego Columbia w 2003 roku, Boisjoly w jednej z wypowiedzi stwierdził, że główni inżynierowie i administracja NASA powinni stanąć przed sądem odpowiadając zwyczajnie za morderstwo. Innym razem - że zmarnowali wartej 5 miliardów dolarów technologii i 14 istnień ludzkich jedynie z powodu własnej głupoty. Od wypadku Challengera pozostawał krytykiem polityki prowadzonej przez NASA, czemu dziś z perspektywy czasu nie trudno się dziwić. 6 stycznia 2012 roku Roger Boisjoly odszedł w wieku 73 lat.

W katastrofie misji STS-51L Challenger zginęli:

Francis Scobe - dowódca misji,

Michael Smith - pilot promu,

Ellison Onizuka - 1. specjalista misji,

Judith Resnick - 2. specjalista misji,

Ronald McNair - 3. specjalista misji,

Christa McAuliffe - pierwszy cywil na pokładzie promu kosmicznego,

Gregory Jarvis - 4. specjalista misji.

Opracowanie własne plus materiały NASA, Telegrapgh.co.uk, Seconds from disaster (2007),

Tekst pierwotnie opublikowany 28.01.2016 r. zaktualizowany 28 stycznia 2017 roku.