STS-107

в 7:51, , рубрики: шаттл
STS-107 - 1

— Lock the doors!

Эта короткая фраза имеет жуткий смысл, и двадцать один год назад она была произнесена в этом контексте второй раз в мировой истории.

Конечно, о второй катастрофе «Шаттла» написано многое, и более-менее все читатели знают и ход аварии, и причины, а кто-то, как автор, видели своими глазами первые телерепортажи с печальной россыпью ярких «метеоров» в небе. Но спустя столько времени интересно не просто поговорить о сухих фактах, а проиграть в голове всю историю катастрофы от начала и до конца, прочувствовать все то, что окружало ее с самого старта миссии: голоса неуверенные и голоса заверяющие, тревожное ожидание и самообман ложной надеждой, беспечную халатность исполнителей и преступные директивы начальства.

Итак, во время старта международной космической миссии NASA STS-107 космический корабль «Колумбия» получил повреждения теплоизоляции крыла от попадания фрагмента другой теплоизоляции, оторвавшейся со стойки крепления топливного бака. Подобные случаи были нередкими, а потому инциденту не придали значения, и на этапе возвращения корабль неожиданно и трагически сгорел в атмосфере, унеся жизни 7 человек экипажа. Такую картину рисуют большинство заметок, коротких статей и репортажей об инциденте. Но было ли это все так просто на самом деле?

12 апреля 1981 года, через почти десятилетие разработки концепции, еще двух лет переносов старта по техническим причинам, а по совпадению – и спустя ровно двадцать лет после первого в мире пилотируемого орбитального полета, в космос полетел революционный космический корабль. Вышедший невероятно дорогим в разработке и производстве – и при этом невероятно многообещающим. В отличие от предыдущего поколения космических аппаратов, от которых по завершении полета остается одна только тесная обгоревшая посадочная капсула, здесь на орбиту отправлялся красивый многоразовый «самолет», на котором сохранялись нетронутыми все сложные полетные системы и имелся вместительный возвращаемый грузовой отсек. На этой машине можно было летать в космос десятки раз, приземляться не в руральной местности, а на домашний аэродром, снаряжать в полеты еще невиданный по численности экипаж в 8 человек и вывозить с орбиты самый различный груз. Советский Союз, поняв возможности этого корабля, включился в новый виток космической гонки и в самые сжатые сроки разработал свою собственную версию этой космической системы многоразового использования. Ничего подобного в космонавтике еще не случалось.

Название, кажется, начиналось на «К». «Космонавт»? Нет. «Кондор»? Нет. Что‑то подлиннее, какая‑то драма, герой или рыцарь…

— Станислав Лем. «Терминус»

Прототип "Энтерпрайз" грузят на авианосец "Интрепид" в Нью-Йорке

Прототип "Энтерпрайз" грузят на авианосец "Интрепид" в Нью-Йорке

«Колумбия», строго говоря, не была самым первым «Шаттлом». До нее был построен идентичный по конструкции планер, на котором отрабатывались атмосферные маневры – планирующий спуск с орбиты был до того времени фантастикой. Планер должен был получить имя «Конституция» и быть сдан к 1 мая 4 июля, но вмешались фанаты классического сериала «Стар трек», требовавшие ни больше ни меньше, чем у президента Форда, назвать новейший корабль по имени киношного – «Энтерпрайз». Форд, не признав этого напрямую, все же пошел навстречу избирателям – так получил свое ироничное имя прототип космического челнока, который единственный из «Шаттлов» в принципе не предназначался для полетов в космос. «Колумбия» же стала первым космическим кораблем в серии.

Следует понимать, что «Колумбия» была названа не в честь соседней латиноамериканской страны или первооткрывателя континента. Колумбия в североамериканской традиции – очень старый образ, олицетворяющий Америку времен Войны за независимость. Колумбия изображается в виде женщины, ведущей вперед народ страны сквозь трудности обретения национальной идентичности и освоения Фронтира; не будет преувеличением назвать ее американской Родиной-Матерью – тот же архетип по внешности, пафосу и культурной значимости. Статуя Свободы, правда, за ХХ век стала гораздо более узнаваемым и международным символом США, и тем сильнее подчеркивается дань более старой традиции выбором этого имени для космического корабля. А у «Колумбии» были прямые аналогии с Фронтиром: ей досталась первая миссия «Шаттлов» с официальной нумерацией STS-01 – освоение космоса совершенно новым типом космических кораблей.

Колумбия притесняет коренное население и протягивает понаехавшим европейцам телеграф на картине Джона Гаста «Американский прогресс»

Колумбия притесняет коренное население и протягивает понаехавшим европейцам телеграф на картине Джона Гаста «Американский прогресс»

Тем трагичнее было утратить именно ее – корабль, бывший первым и одновременно ставший закатом себе подобных; бывший олицетворением страны и ее технологической мощи и одновременно ставший второй подряд жертвой космической бюрократии, победившей технику безопасности.

Если промотать историю на двадцать с лишним лет вперед, то мы увидим в «Space Shuttle» дорогостоящую, но успешную программу, прошедшую через трудности, тяжелую потерю, но вместе с тем незаменимую: без этих кораблей не было бы ни фотографий с «Хаббла», ни сменившей еле живую станцию «Мир» амбициозной МКС, ни многих важных научных экспериментов.

Последнему и был посвящен 28-й по счету полет «Колумбии» – двухнедельная научная программа по изучению некоторых физических и химических явлений в невесомости, физиологические исследования влияния космического полета на людей, а также снисходительно воспринимаемые специалистами, но любимые публикой студенческие проекты по биологии с участием растений и животных. На борту – экипаж из семи человек: Командир Ричард «Рик» Д. Хасбанд; второй пилот Уильям «Уилли» К. МакКул; бортинженер Калпана Чавла (первая женщина-астронавт NASA индийского происхождения); специалист по полезной нагрузке, ученый Майкл Ф. Андерсон; зоолог Лорел Б. С. Кларк; ученый, врач Дэвид Макдауэлл Браун; специалист по полезной нагрузке, ученый Илан Рамон (первый израильский астронавт NASA).

Экипаж STS-107. В синем: Браун, МакКул, Андерсен. В красном: Чавла, Хасбанд, Кларк, Рамон
Экипаж STS-107. В синем: Браун, МакКул, Андерсен. В красном: Чавла, Хасбанд, Кларк, Рамон

 Итак, 16 января 2003 года «Колумбия» поднялась со стартового стола. Выход на орбиту проходил нормально, за исключением одного события: на 81-й секунде полета от V-образной стойки, соединявшей носовую часть корабля с топливным баком, отделился внушительных размеров фрагмент теплоизоляции из вспененного полиуретана. Мгновение он двигался со скоростью «Шаттла», но обладая нулевым аэродинамическим качеством и сравнительно небольшой массой, он немедленно остановился в воздушном потоке, и крыло «Колумбии» догнало его на скорости более 500 км/ч, разбив в облако пыли.

Стойки, соединяющие корабль с топливным баком (bipod struts) - посередине виден наплыв изоляционной пены, закрывающий крепление стойки к баку (bipod ramp)

Стойки, соединяющие корабль с топливным баком (bipod struts) - посередине виден наплыв изоляционной пены, закрывающий крепление стойки к баку (bipod ramp)

В качестве небольшого отступления следует сказать о необходимости теплоизоляции топливного бака вообще. Дело в том, что огромный топливный бак «Шаттла» наполнен водородом и кислородом, и будучи металлическим, остывает до сверхнизких температур. Даже будь он нагрет на сто градусов выше, он все равно моментально конденсировал бы на своей поверхности «шубу» снега из окружающего влажного океанского воздуха. Затем эти льдины откололись бы при стартовых вибрациях корабля, нанося уже очевидно непоправимый урон и конструкциям корабля, и всему на земле. Кроме того, сами баки тоже следовало защищать от нагрева, чтобы не тратить зря криогенные компоненты под палящим флоридским солнцем. А алюминиевые стойки и носовую часть бака нужно было дополнительно защищать от трения об атмосферу на старте. Поэтому вспененные термоизоляционные материалы, которыми в буквальном смысле обливали бак, были необходимым злом – это были энергоэффективные составы, всего 2,5 см толщины держали сверхнизкие температуры топливных компонентов. За счет тонкого слоя и пористости изоляция добавляла к массе бака «всего» 2 тонны.

Как уже сказано выше, распространенным мнением является, что на инциденты с отрывом изоляции не обращали внимания, и просто в какой-то момент очередному кораблю очень сильно не повезло. Но это, к сожалению, неправда. В случае миссии STS-107 были люди, которые не только усмотрели в этом столкновении потенциальную угрозу безопасности, но провели расчеты, забили тревогу и приложили усилия, чтобы к этому отнеслись серьезно. Вообще история "Колумбии" до боли напоминает историю "Челленджера" – там тоже были свои герои и антигерои по обе стороны бюрократических баррикад и теннисной сетки ответственности. Рассмотрим же последующие события немного подробнее.

Злополучный удар не заметили до следующего утра, когда Боб Пейдж и другие инженеры в центре Кеннеди не отсмотрели кадры с кинокамер высокого разрешения. Одна оказалась в расфокусе, но на кадрах с другой увидели жутковатую картину:

Момент столкновения фрагмента изоляции с углеродными панелями кромки крыла «Колумбии»

Момент столкновения фрагмента изоляции с углеродными панелями кромки крыла «Колумбии»

Комнату инженеров наполнили выражения разной степени печатности. Другой инженер, Армандо Олиу, рассказал, что в комнате были коллеги, работавшие еще 20 с лишним лет назад на миссии STS-01. Они заявили, что никогда не видели такого большого фрагмента, ни просто отрывающегося, ни тем более врезающегося в корабль.

Однако Пэйджу больше всего не понравилось почти полное совпадение с другим недавним серьезным инцидентом. В миссии STS-112 корабля «Атлантис» в октябре 2002 года точно так же на старте отвалилась изоляция от того же V-образного крепления, которая попала в место соединения корабля с твердотопливным ускорителем. Тогда фрагмент вспененного материала оставил заметную вмятину на металле и прошел в сантиметрах от важной электроники. Но если там существенное повреждение обнаружили, выловив отработанные ускорители из океана, то в этой миссии сам «Шаттл» получил удар и остался на орбите.

Пэйдж решил сообщить о произошедшем Уэйну Хейлу, ветерану отрасли, работавшему полетным директором. На этой должности Хейл имел секретные допуски, и мог посодействовать в решении важной задачи. Необходимо было сфотографировать текущее состояние корабля, и тут идеальным было бы задействовать спутники дистанционного зондирования земли</p>" data-abbr="ДЗЗ">ДЗЗ, в том числе многочисленные шпионы, находившиеся в распоряжении госструктур США.

Хейл, однако, смалодушничал. Поднявшись в кабинет председателя команды менеджмента миссии Линды Хэм и главного менеджера программы Рона Диттермора, он уведомил их о произошедшем, о том, что кадры с земли не позволяют говорить о наличии и характере возможных повреждений, но не передал желание Пэйджа получить орбитальные снимки. Впоследствии он так говорил об этом: «Облажался ли я тогда? Думаю, наверное да». Сам Хейл отправился домой в Хьюстон: были длинные выходные в честь Дня Мартина Лютера Кинга, и несмотря на то, что команда менеджмента миссии по правилам должна была совещаться ежедневно, он знал, что все остальные также не вспомнят о своих обязанностях до вторника.

В упомянутом октябрьском инциденте с «Атлантисом» Боб Пэйдж уже пытался на разборе случившегося придать подобным случаям статус in-flight anomaly, полетная аномалия</p>" data-abbr="IFA">IFA, но тогда его заставили признать, что оторвавшийся изоляционный обтекатель крепления – единичный случай. На этом настаивал Нил Отте, главный инженер по топливному баку. Он заверил астронавта Джима Халселла, летевшего на следующей миссии на корабле «Индевор», что нет причин пересматривать полетные процедуры и как-то улучшать изоляцию стойки бака.

Топливный бак «Шаттла». Вид со стороны нижнего крепления корабля. Видна длинная кислородная магистраль, осложняющая нанесение изоляции

Топливный бак «Шаттла». Вид со стороны нижнего крепления корабля. Видна длинная кислородная магистраль, осложняющая нанесение изоляции

При этом сам Отте знал, что именно это место на баке со сложными креплениями и магистральными трубопроводами является головной болью. На него было сложно равномерно нанести специальный силиконовый состав superlightweight ablator</p>" data-abbr="SLA ">SLA – компаунд, улучшавший адгезию вспененной изоляции к баку. SLA в труднодоступных местах мог образовывать полости и «карманы», где при заправке бака из-за сверхнизких температур конденсировался жидкий воздух. Затем в полете по мере разогрева об атмосферу и уменьшения уровня топлива в баках воздух испарялся, расширяясь и отрывая SLA вместе со слоем пены. Поэтому Отте пересмотрел процедуру изоляции бака, отказавшись в этих местах от SLA и перейдя к постепенному послойному нанесению вспененного полиуретана для лучшей адгезии.

А Рон Диттермор, признавая небезопасность ударов фрагментами изоляции, но все же не считая их событиями класса IFA, открыто спросил присутствующих на брифинге, хотят ли они что-то изменить в процедурах для улучшения безопасности? Впоследствии он так и говорил об этом моменте, что хотел дать высказаться всем в агентстве. Но все промолчали.

Строение термозащитной плитки. По сути это минеральная вата, покрытая слоем боросиликатной тугоплавкой глазурью. Примерно 90% внутреннего объема - воздух (за счет волокнистой структуры)

Строение термозащитной плитки. По сути это минеральная вата, покрытая слоем боросиликатной тугоплавкой глазурью. Примерно 90% внутреннего объема - воздух (за счет волокнистой структуры)

Теперь, в январе 2003-го, информация об инциденте с изоляцией на «Колумбии» понемногу распространилась по космическим центрам Кеннеди и Джонсона. И нашлись люди, которые посчитали своим долгом остановить это. Технический менеджер по теплозащите компании United Space Alliance (партнерство Boeing и Lockheed Martin, специально созданное для разработки «Шаттлов») Билл Стоунер проконсультировался с экспертами Кальвином Шомбургом и Майклом Гордоном, работавшими над термоплитками и усиленными углеродными панелями теплозащиты кораблей соответственно. Затем Стоунер разослал электронное письмо, в котором развеивал все опасения. Пеноизоляция не может в силу своих свойств разрушить усиленные углеродные панели на кромке крыла. Но даже сквозная дыра не угрожает «Колумбии», поскольку слой плиточной теплоизоляции в этом месте толще. Слой теплозащиты перегреется, но все будет в целом ОК.

Но сложилась и другая команда, «группа по оценке обломков». В нее вошел Родни Роча, инженер‑конструктор «Шаттла» из космического центра Джонсона, ветеран отрасли и упрямый техасец по натуре. Узнав, что что-то попало в крыло «Колумбии», он тем же вечером пятницы уже отсматривал дома кадры запуска. Увиденное поразило его – он сразу же задался вопросом – а что за облако осколков он видит? Это все разбившийся в труху пенополиуретан, или же там вперемешку с ним крошки от термоизоляционных плиток крыла?

Схема усиленных углеродных панелей и зоны удара

Схема усиленных углеродных панелей и зоны удара

Инженеры Boeing Карлос Ортиз и Деннис Чао смогли по кадрам восстановить размер фрагмента изоляции (примерно 50х40х15 см) и оценить место его попадания. Получалось, что удар приходился недалеко от люка левого шасси и в опасной близости от карбоновых панелей кромки крыла.

Не имея больше никаких данных, группа попробовала рассчитать возможные повреждения. Ими была применена компьютерная программа «Кратер», которая хоть и была разработана еще под «Аполлоны», но обновлялась и адаптировалась под «Шаттлы». Расчеты брались из реальных испытаний, когда в НАСА стреляли небольшими (с сигаретный окурок) кусочками пеноизоляции по термоплиткам. Когда в программы загрузили траекторию и почти в 400 раз больший вес куска пеноизоляции, оказалось, что по расчетам он пробивает плитки насквозь, обнажая алюминиевые конструкции крыла.

Но помимо плиток были еще панели усиленные углеродные панели, которые «Кратер» обсчитать не мог. Были найдены другие алгоритмы и формулы, полученные эмпирически, когда по панелям выстреливали ледяными сосульками. По ним также был произведен расчет попадания большого фрагмента теплоизоляции. Получалось, что панель выдерживает попадание, если ее толщина составляет 62 мм. Толщина реальных панелей на кромке крыла «Колумбии» составляла 59 мм...

Стало понятно, что медлить нельзя, и нужно понять, есть ли в самом деле повреждения крыла. Уже в воскресенье Роча сделал рассылку менеджеру инженерии "Шаттла" и другим о необходимости срочной внекорабельная деятельность (выход в открытый космос)</p>" data-abbr="ВКД ">ВКД для осмотра астронавтами состояния крыла "Колумбии". Ему никто не ответил.

В конвенции ООН должно быть положение, запрещающее допускать в астронавтику идиотов.

— Станислав Лем. «Фиаско»

Наконец во вторник прошли праздники, и собралась команда менеджмента миссии под руководством Линды Хэм. Линда выслушала мнения об инциденте и аргументы инженеров, но... ее больше волновали будущие миссии, а не сама «Колумбия». Любые меморандумы, рекомендации и тому подобное могли требовать дополнительных работ, переделок, пересмотров стандартов, а то и внедрения других технологий. А от «Шаттлов» сейчас зависел важный международный проект, сборка МКС. Со все время сдвигающимися вправо сроками, на Хэм и остальных ответственных за миссии оказывалось давление важными НАСА-вскими шишками из Вашингтона, которые требовали завершить ядро МКС всего лишь через год, к 19 февраля 2004. В этих условиях фактор, который всегда сосуществовал с «Шаттлами», не могли быть для Хэм серьезным аргументом. Даже если этот фактор вышел из-под контроля.

Ни этот снимок в ИК-диапазоне...

Ни этот снимок в ИК-диапазоне...

Группа по обломкам также провела совещание, и в конце концов, они поняли, что теряют время на обсуждении математической модели. Им нужны были снимки, и Ламберт Остин, менеджер НАСА по системной интеграции, составил запрос в ВВС США. Тем временем из отпуска вернулся Уэйн Хейл и тоже занялся вопросом снимков по просьбе Пэйджа, озвученной до выходных. Получив аж два запроса, Воздушные силы были уже готовы помочь и получили согласие от соответствующих структур, но они попросили сделать официальный запрос от центра Джонсона, чем занялся Хейл, а Остин позвонил предупредить Хэм. И тут Хэм сказала, что Остин не имеет права составлять такие запросы, и стала узнавать, кому нужны снимки. Позвонив в «United Space Alliance», она наткнулась на эксперта-скептика Кельвина Шомбурга, сказавшего, что анализ группы по обломкам проведен на наихудшем возможном сценарии и необоснован, а из его подразделения никто не запрашивал снимков за ненадобностью. Пока выяснилось, что снимки заказывал Пэйдж, Хэм с Диттермором отменили запрос в ВВС.

Хейл потом вспоминал свой разговор с Хэм. «Понимаешь, никому из наших не нужны эти снимки. Да, мы раньше делали такие снимки, они для нас были бесполезны. Это очень загруженная научными данными миссия, которую нужно провести тщательно. В конце концов, даже если "Колумбия" повреждена, что мы можем с этим поделать? У нас на орбите нет материалов и инструментов для ремонта плитки. Если понадобится возвращать корабль в таком состоянии – все эти разговоры о смене траекторий полета – чушь. Нам останется только надеяться, что он не развалится. Поэтому давай все это прекратим. И мне пришлось покивать и сказать – ОК».

...ни этот в видимом спектре с телескопа Мауи не позволяют увидеть повреждений из-за створок грузового люка и общего низкого разрешения

...ни этот в видимом спектре с телескопа Мауи не позволяют увидеть повреждений из-за створок грузового люка и общего низкого разрешения

Последующие дни не принесли никаких плодов. Группа по обломкам сделала еще две попытки добыть снимки, которые пресекла Хэм. Было больше дебатов, пререкательств, к ним добавлялись новые и новые должности и фамилии... в какой-то момент фокус обсуждений сместился на люк шасси, его целостность и опасность проникновения раскаленной плазмы в отсек с огромными покрышками под давлением. Карлайл Кэмпбэлл, 73-летний ветеран-конструктор, передал материалы от Роча Бобу Доэрти, эксперту по шасси шаттла из исследовательского центра НАСА в Лэнгли. Доэрти был не в курсе про инцидент с изоляцией.

Узнав о деталях происшествия и возможном повреждении термоизоляции в районе шасси, Доэрти был изумлен. «Я бы даже не думал нажимать кнопку выпуска шасси, если бы был шанс, что колеса повреждены» - сказал он. Для тележки из всего двух колес, на которые приходилась нагрузка вдвое большая, чем у "Боинга-747", любые повреждения были смертельно опасными.

У экипажа «Колумбии» была возможность покинуть корабль перед посадкой. В «Шаттлах» была штатная система эвакуации, позволявшая выброситься из корабля через специальный ход, заканчивавшийся люком на его нижней поверхности. Естественно, это было бы возможно только на стадии подлета к космодрому, когда скорости были бы погашены заметно ниже скорости звука. То есть, фактически, окно возможностей для использования такого способа существовало, если бы корабль сохранил управление, а его повреждения ограничились бы прогаром шин или проблемами с фиксацией шасси. В таком случае приземляться «Колумбии», тяжело нагруженной двойным модулем Spacehab, было бы самоубийственно.

31 января, накануне посадки, инженер Кевин МакКлуни представил свой сценарий, по которому бы развивались события при самом худшем исходе. Он описал коллегам характерные признаки, возникавшие бы в ходе посадочного полета, если бы (хотя сейчас странно говорить об этом в сослагательном наклонении) пеноизоляция все же повредила крыло корабля в районе шасси. «Что бы происходило на атмосферной стадии спуска с орбиты, если бы в промежутке первых 10-15 минут внутрь колодца шасси через дыру в карбоновых панелях проникла струя плазмы снаружи? Для начала произошло бы повышение температуры шин, тормозов, привода стойки шасси и привода замка верхнего положения. Давление в шинах и тормозах бы повысилось. Потом данные бы перестали поступать из-за обрывов проводки. Это я о данных давления и температуры тормозов и покрышек...». Исходя из этого МакКлуни предложил варианты действий: не делать ничего, покинуть корабль, пробовать посадку с поднятыми шасси. Наиболее предпочтительным был вариант ранней готовности с выбором между покиданием корабля и попыткой посадки. Тем более, Доэрти провел симуляции на симуляторе «Шаттла», и из них выходило, что корабль все-таки возможно посадить с двумя спущенными покрышками.

Основные стойки шасси "Атлантиса"

Основные стойки шасси «Атлантиса»

Однако всеми этими расчетами занималась небольшая группа энтузиастов. Впереди был напряженный день работы по протоколу сведения корабля с орбиты и его приземлению. Естественно, не все в ЦУПе были осведомлены о такой скрупулезной проработке вариантов. Да и опытнейший конструктор Кэмпбелл, по его признанию, думал о небольшом прогаре плиток как худшем варианте. Сконцентрировавшись на узкой проблеме повреждения шасси, он не верил в возможность полномасштабной катастрофы.

По некоторым данным, о происшествии и возможных проблемах даже не собирались сообщать экипажу. Однако позже было решено сообщить заранее, на случай, если что-то разузнавшие про столкновение с изоляцией журналисты спросят об этом астронавтов во время эфира. Им передали сухие факты, заверив, что опасности для корабля инцидент не представляет. Но никто из журналистов так ни о чем и не спросил. На «Колумбии» не было ни Canadarm, ни EMU, чтобы астронавты могли осмотреть повреждения самостоятельно.

Настал день возвращения.

Странной ухмылкой судьбы было обстоятельство, позволившее провести детальный разбор катастрофы «Колумбии» – на ее борту так и осталась ее самая первая полезная нагрузка со времен миссии STS-01 – система регистрации полетных данных MADS. Чудом уцелевшая при падении, она сыграла роль своего рода «черного ящика» – бортового параметрического самописца, которыми оснащают гражданские воздушные суда, но которых не было больше ни на одном «Шаттле». Но основные данные все же были получены телеметрией через центр управления полетом.

Примечание 1. Это неполный перевод транскрипции событий. Из него убраны реплики комментатора трансляции и часть других переговоров, второстепенные события с датчиками корабля, пересечения им географических границ и некоторые другие отметки. Оригинал находится тут.

Примечание 2. В расшифровке часто повторяется фраза «[sensor] goes off-scale low». Согласно контексту это явление не тождественно нулевым показаниям, и является следствием обрыва проводки (питания или линии данных - неясно). Для однозначности оставлен перевод-калька «зашкаливает вниз и отключается».

 ДП - полетный директор (MCC-FLIGHT, Entry flight director) - Лерой Каин

ТСЖ - офицер техобслуживания и систем жизнеобеспечения (MCC-MMACS, Maintenance, Mechanical, Arm and Crew Systems Officer) - Джефф Клинг

УН - офицер управления и навигации (MCC-GNC, Guidance, Navigation and Control Officer) - Майк Сарафин

СК - связь с кораблем (MCC-CAPCOM, Capsule communicator) - Чарльз Хобо

КК - командир «Шаттла» (STS-A/G Shuttle Commander, air-to-ground audio) - Рик Хасбанд

08:52:19 температурный датчик 9910, расположенный в изолированном пространстве за панелью 9, фиксирует повышение температуры на 30°С, после чего отключается (первое зафиксированное отклонение от нормы).

08:52:41 температурные датчики А и С тормозной магистрали левого шасси, расположенные на стойке напротив люка шасси, фиксируют превышение номинальной температуры.

08:52:49 температурный датчик 9895, расположенный за панелью 9, отказывает после регистрации 230°С.

08:52:56-59 в течение трех секунд температурный датчик левого внутреннего механизация крыла, выполняющая одновременно роль элерона и руля высоты</p>" data-abbr="элевона ">элевона отклоняется вниз от номинала, зашкаливает вниз и отключается.

08:53:01 начинается устойчивый нарастающий крен, выходящий за рамки номинального.

08:53:09 температурный датчик 9220, расположенный в передней части гондолы левого орбитального маневрового двигателя, внезапно фиксирует резкое повышение температуры до 650°С, при норме около 15°С.

08:53:10-11 температурные датчики гидравлической системы 1 – на обратной линии левого внутреннего элевона и гидравлической системы 3 – на обратной линии левого внешнего элевона зашкаливают вниз и отключаются.

08:53:31-36 температурные датчики гидравлической системы 1 – на обратной линии левого внешнего элевона и гидравлической системы 2 – на обратной линии левого внутреннего элевона зашкаливают вниз и отключаются.

08:53:44-54:11 первые визуальные наблюдения фрагментов, отделяющихся от «Шаттла», пять последовательных событий.

08:53:46 температурный датчик А тормозной магистрали левого шасси, расположенный на стойке напротив люка шасси, фиксирует ускорение нагрева с 1°С в минуту до 3°С в минуту.

08:54:20 начинается автоматическое триммирование элевонов, по всей видимости, из-за аэродинамических потерь на левом крыле.

08:54:24 показания температурного датчика привода стойки левого шасси превышают номинальные значения.

Здесь мы видим самое начало развития событий, но за эти две минуты почти полностью воспроизводится картина, предсказанная Кевином МакКлуни, и в дальнейшем предложенная им сигнатура будет вырисовываться ярче и с пугающей точностью.

Резкая вспышка окружающей плазмы...

Резкая вспышка окружающей плазмы...
... и светлый участок следа, оставшийся на месте события (08:54:33)

... и светлый участок следа, оставшийся на месте события (08:54:33)

08:54:24 ТСЖ: «Полетный, ТСЖ»

ДП: «Говорите, ТСЖ»

ТСЖ: «К сведению, я только что потерял четыре температурных датчика по левой стороне корабля, температуры обратных линий гидравлики. Два на первой системе и по одному на системах два и три»

08:54:33,3-33,9 плазма вокруг корабля внезапно вспыхивает, оставляя светящийся след в плазменном хвосте за «Колумбией». Два маневровых бустера выдают по два импульса длиной в несколько миллисекунд.

08:54:35 наблюдается отделение шестого фрагмента от челнока, визуально очень яркого. Плазма вокруг корабля вспыхивает на 0,3 секунды.

08:54:46 ДП: «Четыре температуры обратки гидросистем?»

ТСЖ: «Левого внешнего и левого внутреннего элевонов»

ДП: «ОК, между ними есть что-то общее? АЦП, мультиплексоры, что угодно? В смысле, вы потеряли их все одновременно?»

ТСЖ: «Нет, не совсем. С разницей в четыре-пять секунд от одного до следующего»

ДП: «ОК, где они, где расположены?»

08:54:46 наблюдается отделение седьмого фрагмента.

08:54:46 ТСЖ: «Все четыре расположены в задней части левого крыла, прямо перед элевонами, приводами элевонов. И между ними нет ничего объединяющего»

ДП: «ориг. "no "commonality</p>" data-abbr="Ничего объединяющего">Ничего объединяющего»

Еще один момент, на который стоит обратить внимание. Словосочетание «no commonality» не должно вводить в заблуждение: мол, речь идет о несвязанных между собой единичных багах, и ни одна система не выведена из строя полностью. Для инженера эта информация – настоящий кошмар. Это означает, что на системы воздействует мощный посторонний фактор, который не ограничивается утечкой в одном контуре гидравлики или сгоранием общей на несколько датчиков микросхемы. Этим фактором был прорывавшийся снаружи раскаленный тысячеградусный факел, который плавил изоляцию проводов, жег покрышки шасси, одинаково легко размягчал изнутри и алюминиевые конструкции крыла, и компаунд, на который к нему были приклеены теплоизоляционные плиты…

08:55:21-45 наблюдается отделение пяти фрагментов, до двенадцатого по счету.

08:55:49 «Колумбия» проходит линия разделения на освещенную и неосвещенную сторону небесного тела</p>" data-abbr="терминатор ">терминатор на дневную сторону.

08:55:55-56:00 наблюдается отделение двух фрагментов, четырнадцатый фрагмент, наряду с шестым, является наиболее ярким среди остальных.

08:56:02

ДП: «ТСЖ, еще раз, к каким системам они относятся?»

ТСЖ: «Все три – это гидравлические системы. Два [датчика] относятся к левому внешнему элевону и два – к левому внутреннему»

08:56:09 наблюдается отделение пятнадцатого фрагмента.

08:56:16-22 температурные датчики на левом шасси: линии актуатора разблокировки замка (гидросистема 1); обратной линии клапана тормозного переключателя (гидросистема 3); В и С на тормозной магистрали фиксируют увеличение скорости нагрева с 0,4-1°С в минуту до 2-5,5°С в минуту, которое продолжается до потери телеметрии.

08:56:30 «Колумбия» приступает к первому из четырех плановых маневров (поворот с креном) для дополнительного гашения скорости.

08:56:53 скорость нагрева актуатора стойки левого шасси возрастает с 1°С в минуту до 7°С в минуту и остается такой до потери телеметрии.

08:57:19 наблюдается отделение шестнадцатого фрагмента.

08:57:19-24 показания датчиков давления 1 и 2 внешнего колеса левого шасси падают ниже номинального.

08:57:25

ДП: «УН»

УН: «Полетный»

ДП: «С вашей стороны все хорошо? Управление, значения, все в номинале, так?»

УН: «Управление было стабильным во всех проведенных маневрах, полетный. Триммирование в порядке. Я не вижу ничего необычного»

08:57:43

ДП: «ОК. И ТСЖ, полетный»

ТСЖ: «Полетный, ТСЖ»

ДП: «Все остальные индикаторы гидравлических систем у вас в порядке?»

ТСЖ: «Они все в порядке. У нас были нормальные показания все это время»

ДП: «А другие температуры в норме?»

ТСЖ: «Другие температуры в норме, да, сэр»

08:57:53,7 первая вспышка – ассиметричное увеличение яркости силуэта корабля.

08:57:59

ДП: «И когда вы говорили про те [датчики], вы имеете в виду, что они стали показывать ноль или…»

ТСЖ: «(перебивает) все четыре зашкалили вниз.»

ДП: «...зашкалили вниз»

ТСЖ: «И все вразнобой, как я сказал, отключались спустя секунды один за другим»

ДП: «ОК»

Лерой Каин

Лерой Каин

Несмотря на то, что от телеметристов прозвучала относительно обнадеживающая информация, лицо полетного директора Каина выражает крайнюю озабоченность. По его признанию впоследствии, именно в этот момент он забеспокоился, что последствия удара фрагмента теплоизоляции не прошли для термоизоляционной обшивки бесследно. При этом последующие события опять развиваются практически в полном соответствии с прогнозом МакКлуни…

 08:57:59,5-58:01,5 вторая вспышка – ассиметричное увеличение яркости силуэта корабля.

08:58:03 начало резкой работы триммеров на элевонах, противостоящих усилению аэродинамического сопротивления.

08:58:09 значительное увеличение моментов крена и рыскания.

08:58:16 температурный датчик D на тормозной магистрали левого шасси фиксирует увеличение скорости нагрева с 0,5 до 6,5°С в минуту, которая остается постоянной до потери телеметрии.

08:58:32-39 датчики температуры 1 и давления 1 внешнего колеса на левом шасси последовательно зашкаливают вниз и отключаются.

08:58:40-56 компьютер резервной полетной системы «Колумбии» выдает четыре сигнала о проблемах с давлением в шинах на приборной панели корабля.

08:58:40-41 датчики давления 1 и 2 внутреннего колеса левого шасси с разницей в секунду выдают противоречивые данные: первый зашкаливает вниз, второй сигнализирует о скачке давления на четверть атмосферы.

Схема проникновения плазмы сквозь изоляцию крыла в колодец шасси

Схема проникновения плазмы сквозь изоляцию крыла в колодец шасси

С этого момента специалисты ЦУПа наверняка полностью отдавали себе отчет о серьезности происходящего. «Шаттл» приземляется без двигателей, в режиме планирования, он неспособен, подобно пассажирскому самолету с неисправными шасси, совершить облет аэродрома для визуальной инспекции с земли, не может включить двигатели на полный газ и уйти на второй круг, не может включить реверс, чтобы минимизировать пробег по взлетной полосе и с этим – непредсказуемое влияние поврежденных колес. Поэтому даже при сохраненной прочности крыла посадка челнока с отказавшим шасси представляет смертельную угрозу для экипажа. Это, скорее всего, моментально осознали и на самом корабле, поэтому неожиданно в эфире звучит обрывок сообщения от командира миссии.

08:58:48 КК: «И, ээ, Хью…[Хьюстон]»

08:58:48-54 датчики давления 2 и температуры внутреннего колеса, а также датчик давления 2 внешнего колеса левого шасси зашкаливают вниз и отключаются.

08:59:06 включается индикатор, что левое шасси встало на замки в выпущенном положении, при неизменной индикации замка верхнего положения.

08:59:15 ТСЖ: «Полетный, ТСЖ»

ДП: «Говорите»

ТСЖ: «Мы только что потеряли давление в шинах, левой наружной и левой внутренней, обе шины»

08:59:22 показания температурного датчика обратной линии клапана тормозного переключателя гидросистемы 3 на левом шасси резко идут в сторону зашкала вниз.

08:59:23 потеря телеметрии в реальном времени с «Колумбии» на компьютерах ЦУП.

08:59:24 ДП: «Принято. ТСЖ, это могут быть инструментальные [ошибочные показания датчиков давления]?»

СК: ««Колумбия», это Хьюстон, видим ваши индикаторы давления в шинах, и мы не поняли ваше последнее [сообщение]»

08:59:30 ТСЖ: «Полетный, ТСЖ, они тоже зашкалили вниз»

08:59:30.7 срабатывание двух маневровых бустеров плоскости рыскания – признак того, что элевоны исчерпали возможность компенсации несимметричного аэродинамического сопротивления.

08:59:31 максимальные зафиксированные углы отклонения элевонов – 8,11° вверх и 1,15° вверх у левого и правого соответственно.

08:59:31.4 обнуляются показания положения корабля в пространстве от 4-го канала системы полетного контроля. Признак нарастания количества отказов и обрывов проводки.

08:59:32 КК: «Принято, эм, [помехи, обрыв связи]»

В извилистой линии длиной в несколько миллиметров, которой, сползая со строки на белую равнину листа, обрывалась запись, было все: грохот попаданий, воющий свист вырывающегося из корабля воздуха, крики людей, у которых лопались глазные яблоки…

— Станислав Лем. «Терминус»

 Многим известен факт, что катастрофа случилась в момент ожидаемых помех со связью из-за того, что хвостовой стабилизатор корабля в определенный момент заслонял его же антенну от спутника связи. Поэтому обрыв реплики капитана Хасбанда не был прямо связан с разрушением «Колумбии». Однако одновременно с этим сообщением произошел целый каскад из отказов датчиков, числом чуть ли не в половину от всех произошедших ранее. Корабль погибал.

Можно спекулировать на тему того, что собирался сказать командир в своей реплике: «Roger, uh, bu-» – последний слог, согласно транскрипции, звучит как начало слов before, both. Подтвердить, что обе шины («Roger, uh, both tires…») на левом шасси выдают предупреждение? Сказать о чем-то, что нужно сделать сначала, «before»? Возразить «but»? Это уже неважно. Но скорее всего, экипаж «Колумбии» понял, что что-то не так, и с этим был связан первый вызов от капитана. Несмотря на то, что корабль все время находился под управлением автопилота, экипаж мог почувствовать удары, сильные вибрации, или заметить странное, нештатное триммирование и несимметричное положение элевонов.

Не прошло и двух секунд с момента последних слов, принятых на земле от капитана – возможно, он даже не успел закончить свою неизвестную фразу – как на приборной панели «Шаттла» загорелся общий сигнал тревоги («Master caution»), причина чего неясна. Еще через четыре секунды система управления полетом корабля сдается и теряет его штатное положение – сначала увеличивает крен, опуская левое крыло, затем пытается бороться с заваливанием корабля влево (вниз к Земле) включением орбитальных бустеров. Через полминуты, ровно в 9:00 от корабля отрывается крупный фрагмент, а сам он поворачивается в плоскости рыскания со скоростью примерно 20° в секунду, что при существующем левом крене разворачивает его правым бортом в направлении полета и носом к Земле, подвергая сильнейшим знакопеременным аэродинамическим нагрузкам.

Там, в 60 километрах внизу, в Хьюстоне, Лерой Каин уже не спрашивает, а почти в утвердительной форме уточняет: «И между этими датчиками шасси и гидравлики нет ничего общего?». В ответ ему говорят, что нет, и к тому же потеряны данные с ответчиков положения всех трех стоек шасси. В это время, примерно в 09:00:25 фюзеляж «Колумбии» начинает полностью разрушаться.

 Но судя по расшифровке хроники полета, примерно через минуту после начала разрушения «Колумбии» она также вышла из поля зрения нескольких камер, расположенных в Техасе. Поэтому представитель по связям с общественностью от НАСА, комментировавший возвращение «Шаттла», не видел начало катастрофы на телевизионной картинке. Зачитывая в последующие минуты расчетное время до посадки уже догорающего в небе корабля, он только напряженно ловил вместе ЦУПом крупицы информации о том, как странно затягивается восстановление связи, что через две минуты ждут появления «Колумбии» в радиусе досягаемости УКВ-волн, как безуспешно ищет сигнал от корабля радиостанция на Мерритт-Айленд…

А сигнала не было. И самого корабля не наблюдалось нигде на предпосадочной траектории. Слова «Columbia, UHF comm check» снова и снова повисали без ответа в сгустившейся тишине ЦУПа.

За четыре минуты до предполагаемого момента посадки «Колумбии» на ВПП космического центра Кеннеди, раздался телефонный звонок на рабочем месте у Фила Энгелауфа, сотрудника ЦУПа, сидевшего сразу за Каином. Филу сообщили о том, что далласская телекомпания показывает репортаж, кадры из которого облетели затем весь мир:

Шокированный Фил передает услышанное коллеге по правую руку от него, астронавту Эллен Очоа. На их лицах, запечатленных телеоператором ЦУПа, написано все.

Эллен Очоа и Фил Энгелауф

Эллен Очоа и Фил Энгелауф

Затем оба обращаются к Каину, который, выслушав их, с надломом в голосе вызывает офицера наземного контроля Билла Фостера. В наушниках у того звучит знаменитая кодовая фраза, означающая, что кораблей программы «Спейс Шаттл» осталось теперь только три.

Все вышеописанное с большим количеством подробностей в двух видео

Пиркс полагал, что труп, окровавленным пальцем указывающий на убийцу, не отражает подлинного ужаса бытия.

— Станислав Лем. «Ананке»

Первый вопрос, были ли какие-то юридические последствия у произошедшего?

Нет. Их не было. Часть экипажа – офицеры вооруженных сил США, которые не могут подать в суд на своего работодателя согласно доктрине Фереса. А на НАСА подать в суд тоже проблематично, поскольку нужно, грубо говоря, разрешение государства, чтобы подать в суд на государство. В общем, несчастный случай, никто вроде как и не виноват, кроме жестокого космоса.

Второй вопрос, что же можно было сделать для спасения астронавтов?

Выше уже упоминалось, что только «Колумбия» по стечению обстоятельств обладала параметрическим самописцем. Но другая злая ирония заключается в том, что на ней единственной были установлены и катапультные кресла… правда, в течение первых четырех тестовых миссий.

Впрочем, объективно толку от катапульт было бы мало. Еще самый первый экипаж «Колумбии» указывал, что катапультирование на этапе старта смертельно опасно из-за чудовищной реактивной струи от твердотопливных ускорителей. К моменту их отстрела от «Шаттла» высота превысила бы предельную – катапульты были рассчитаны на высоту до 40 км и скорость до 5500 км/ч, что наверняка не помогло бы астронавтам миссии STS-107 на высоте около 60 км и скорости 10-15 Махов. К тому же расширение экипажа с двух тестовых пилотов до максимума в 8 астронавтов делало систему катапультирования нецелесообразной из-за расположения сидений и площади отстреливаемых люков в корпусе. Но в теории такая возможность делала бы шансы на выживание на стадии атмосферного планирования ненулевыми. И почти наверняка катапультирование или другая аналогичная система вроде отстрела кабины помогли бы выжить экипажу «Челленджера», поскольку было доказано, что кабина и экипаж уцелели при первоначальном взрыве.

А самой авантюрной, но в то же время с хорошим шансом на спасение экипажа операцией можно считать сверхбыструю подготовку спасательной миссии "Атлантиса". Прежде всего экипажу "Колумбии" следовало бы войти в режим жесткой экономии воздуха – лежать, не двигаться, не разговаривать, а также убить всех животных в научном отсеке – 13 крыс, 8 пауков, 5 шелковичных червей, 3 пчел и 15 муравьев. Что происходило бы дальше - очень хорошо описано ранее на Хабре в серии статей: 1; 2; 3.

В этой истории поражает другое. Во-первых, забюрократизированность, раздутость, неповоротливость и неконсолидированность системы. Погрузившись при подготовке этого материала в перипетии менеджмента и культуру принятия решений НАСА становится даже странно, что «Шаттлы» смогли слаженно и без проблем посадить больше сотни миссий подряд (хотя, конечно, занимаются этим инженеры, а не руководители многочисленных департаментов). Во-вторых, совершенно фантасмагоричная точность предсказаний произошедшего. Мало было пары людей, которые в начале миссии громко засомневались в безопасности такого сильного столкновения с изоляционным материалом – под конец несколько человек совершенно точно определили уязвимые места, точки отказа, и как по нотам расписали все, что произошло затем в реальности с кораблем. Это потом НАСА с умным видом обстреляет панели с «Атлантиса» схожими по размеру кусками изоляции и сфотографирует получившуюся дыру. Но вот только зачем, когда худшее уже произошло?

Мало того. Нужно быть совершенно слепым или совершенно непробиваемым, чтобы танцевать со смертью так долго. Проблемы с облезающей теплоизоляцией были с самой первой миссией все той же несчастной «Колумбии» STS-01! В первом же полете лобовые стекла забросало «снегом» из изоляции бака, обломками было повреждено около 300 плиток тепловой защиты! Такие вещи можно списать на отработку технологий и пионерские полеты, но ведь проблема оставалась даже после катастрофы «Колумбии», когда при запуске одного «Шаттла» рядом держали под парами второй для быстрого старта на помощь.

Самый одиозный случай с «Атлантисом» — это не описанный в статье STS-112 с погнутым креплением ускорителя, это STS-27 с критическим повреждением теплоизоляции.

Вылетевшая плитка теплоизоляции обнажила алюминий, обгоревший от плазмы. Также видны серьезные сколы черной боросиликатной "глазури"

Вылетевшая плитка теплоизоляции обнажила алюминий, обгоревший от плазмы. Также видны серьезные сколы черной боросиликатной «глазури»

2 декабря 1988 на 85-й секунде после старта по кораблю ударила часть изоляции верхнего обтекателя твердотопливного ускорителя. Астронавты на орбите обследовали повреждения, пытаясь достать камерой до места столкновения манипулятором Canadarm. Но из-за секретного статуса миссии им пришлось передавать фото на Землю по медленному зашифрованному каналу, что вызвало низкое качество изображений, на которых инженеры ничего не могли разобрать. Однако то, что показалось черными и светлыми пятнами наземным службам, очень хорошо рассмотрел на оригинальных изображениях капитан корабля Роберт Гибсон. Экипаж всерьез решил, что корабль не переживет спуск с орбиты. Гибсон, с изрядной долей здорового цинизма посоветовал экипажу расслабиться, так как «не дело умирать напряженным», но в то же время планировал в случае появления на приборах признаков, что корабль разрушается, посвятить последние секунды жизни высказыванию всех проклятий наземной команде. Посадка прошла успешно, но поврежденными оказались ошеломляющие 700 плиток по правой стороне, а одна полностью отсутствовала. Вероятно, только наличие там массивного алюминиевого крепления посадочной антенны (фото), которая оплавилась, но не сгорела, предотвратило катастрофу, подобную гибели «Колумбии» и стопроцентное сворачивание программы «Space Shuttle» – ведь это был всего второй полет после катастрофы «Челленджера» и длительного перерыва.

И очень печально, что люди вроде Роберта Гибсона, морально готовые сгореть со своим кораблем, рисковали и приносили высшую жертву не космическому пространству, а земному политическому волюнтаризму.

Автор:
Vsevo10d

Источник

* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js