Шаттл Челленджер бедствия был несчастный случай со смертельным исходом в Соединенных Штатах космической программы , которая произошла 28 января 1986 года, когда космический челнок Challenger (OV-099) распалось 73 секунд в его полета, погибли все семь членов экипажа на борту. Экипаж состоял из пяти астронавтов НАСА и двух специалистов по полезной нагрузке . Миссия носила обозначение STS-51-L и была десятым полетом орбитального корабля Challenger .
Фотомонтаж катастрофы космического корабля " Челленджер" | |
| Дата | 28 января 1986 г . |
|---|---|
| Время | 11:39:13 EST (16:39:13 UTC ) |
| Место расположения | Атлантический океан , у побережья Флориды 28 ° 38′24 ″ с.ш. 80 ° 16′48 ″ з.д. / 28,64000 ° с.ш. 80,28000 ° з.Координаты : 28 ° 38′24 ″ с.ш. 80 ° 16′48 ″ з.д. / 28,64000 ° с.ш. 80,28000 ° з. |
| Исход | Приземление флота космических шаттлов на почти три года, в течение которых были реализованы различные меры безопасности, модернизация твердотопливных ракет-носителей и новая политика в отношении принятия управленческих решений для будущих запусков. |
| Летальные исходы |
|
| Запросы | Комиссия Роджерса |
_-_GPN-2004-00009.jpg/440px-STS-51-L_Recovered_Debris_(Left_Solid_Rocket_Booster)_-_GPN-2004-00009.jpg)
_-_GPN-2004-00010.jpg/440px-STS-51-L_Recovered_Debris_(O-Ring_Tracks_on_Right_SRB_Joint)_-_GPN-2004-00010.jpg)
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/5/59/President_Ronald_Reagan_and_Nancy_Reagan_and_families_of_the_"Challenger"_victims_at_the_memorial_service_for_the_space_shuttle_crew_in_Houston_Texas.jpg/440px-President_Ronald_Reagan_and_Nancy_Reagan_and_families_of_the_"Challenger"_victims_at_the_memorial_service_for_the_space_shuttle_crew_in_Houston_Texas.jpg)
Космический корабль распался над Атлантическим океаном , у побережья мыса Канаверал , Флорида , в 11:39 утра по восточному стандартному времени (16:39 UTC ). Разрушение машины началось после того, как при взлете отказал стык в ее правом твердотопливном ускорителе . Неисправность была вызвана выходом из строя уплотнительных колец, используемых в соединении, которые не были предназначены для работы в необычно холодных условиях, существовавших при этом запуске. [1] [2] Неисправность уплотнений привела к разрыву соединения SRB, что позволило сжатому горючему газу изнутри твердотопливного ракетного двигателя выйти наружу и столкнуться с соседним монтажным оборудованием заднего стыка SRB и внешним топливным баком . Это привело к разъединению крепления кормового сочленения правого БРП и разрушению конструкции внешнего бака. Аэродинамические силы разрушили орбитальный аппарат.
Отделение экипажа и многие другие фрагменты машины были в конечном итоге обнаружены со дна океана после длительных поисков и операций по восстановлению. Точные сроки гибели экипажа неизвестны; Известно, что несколько членов экипажа пережили первоначальное разрушение космического корабля. По своей конструкции у шаттла нет системы эвакуации, [a] [3], и удар отсека экипажа с предельной скоростью о поверхность океана был слишком сильным, чтобы выжить. [4]
Катастрофа привела к 32-месячному перерыву в программе Space Shuttle и формированию Комиссии Роджерса , специальной комиссии, назначенной президентом США Рональдом Рейганом для расследования аварии. Комиссия Роджерса обнаружила, что организационная культура НАСА и процессы принятия решений были ключевыми факторами, способствовавшими аварии [5], поскольку агентство нарушало свои собственные правила безопасности. Менеджеры НАСА знали с 1977 года, что конструкция SRB , разработанная подрядчиком Morton-Thiokol, содержала потенциально катастрофический дефект в уплотнительных кольцах, но они не смогли должным образом решить эту проблему. Менеджеры НАСА также проигнорировали предупреждения инженеров об опасности запуска из-за низких температур того утра и не смогли должным образом сообщить об этих технических проблемах своему начальству.
Приблизительно 17 процентов населения США стали свидетелями запуска в прямом эфире из-за присутствия учителя средней школы Кристы МакОлифф , которая была бы первым учителем в космосе . СМИ широко освещали аварию; Одно исследование показало, что 85 процентов опрошенных американцев слышали эту новость в течение часа после аварии. [6] Катастрофа Challenger использовалась в качестве примера во многих обсуждениях инженерной безопасности и этики на рабочем месте.
СТС-51-Л
STS-51-L был двадцать пятым полетом космического корабля "Шаттл" и десятым полетом " Челленджера" . [7] : 6 STS-51-L нес спутник слежения и ретрансляции данных на борту инерциальной разгонной ступени и спутник Spartan для наблюдения за кометой Галлея . Первоначально миссия была запланирована на июль 1985 года, но была отложена на ноябрь, а затем на январь 1986 года. Экипаж был объявлен 27 января 1985 года, и им командовал Фрэнсис Скоби . Майкл Смит был назначен пилотом, а специалистами миссии были Эллисон Онизука , Джудит Резник и Рональд Макнейр . Двумя специалистами по полезной нагрузке были Грегори Джарвис , который в октябре был назначен специалистом по полезной нагрузке для проведения исследований для Hughes Aircraft Company , и Криста МакОлифф , которая летела в рамках проекта « Учитель в космосе» . [7] : 10–13 Запуск STS-51-L был запланирован на 22 января, но он был отложен до 25 января из-за задержек с запуском STS-61-C . Неблагоприятные погодные условия вызвали дополнительные задержки, и запуск STS-51-L был отложен на три дня подряд с 25 января, когда погодные условия в Африке превысили пределы для трансокеанской аварийной посадки , и до 27 января, когда возникла проблема с ручкой люка. при сильном ветре в зоне посадки шаттла Космического центра Кеннеди (KSC), который превысил пределы для отмены возврата на стартовую площадку . Запуск был запланирован на 9:38 утра по восточному стандартному времени 28 января, но был отложен на два часа, чтобы лед растаял. В 11:38:00 стартовал STS-51-L с KSC LC-39B . [8] [7] : 17 [9] : III – 76
Проблемы с уплотнительным кольцом
Каждый из двух твердотопливных ракетных ускорителей (РРТ) состоял из семи секций, шесть из которых были постоянно соединены попарно на заводе. Для каждого полета четыре результирующих сегмента были затем собраны в здании сборки транспортных средств в Космическом центре Кеннеди (KSC) с тремя полевыми стыками. Заводские стыки были герметизированы асбесто-кремнеземной изоляцией, нанесенной поверх стыка, в то время как каждый полевой стык был герметизирован двумя резиновыми уплотнительными кольцами. После разрушения Challenger количество уплотнительных колец на полевой стык было увеличено до трех. [10] Уплотнения всех соединений SRB должны были удерживать горячие газы под высоким давлением, производимые горящим твердым топливом внутри, таким образом вытесняя их из сопла в кормовой части каждой ракеты.
В процессе проектирования космического челнока , McDonnell Douglas доклад в сентябре 1971 года , обсуждался рекорд безопасности твердотопливных ракет. В то время как безопасный аварийный останов был возможен после большинства видов отказов, один из них был особенно опасным: прогорание горячими газами корпуса ракеты. В отчете говорилось, что «если прогорание происходит рядом с [жидким водородом / кислородом] резервуаром или орбитальным кораблем, своевременное обнаружение может оказаться невозможным и прерывание невозможно», что точно предвещает аварию Challenger . [11] Morton-Thiokol была подрядчиком, ответственным за строительство и техническое обслуживание SRB шаттла. Первоначально разработанные Thiokol, соединения уплотнительных колец в SRB должны были закрываться более плотно из-за сил, возникающих при воспламенении, но испытание 1977 года показало, что при использовании воды под давлением для имитации эффектов дожимного сгорания металлические части изгибались. далеко друг от друга, открывая зазор, через который могут просачиваться газы. Это явление, известное как «совместное вращение», вызвало мгновенное падение давления воздуха. Это позволило газам сгорания разрушать уплотнительные кольца. В случае обширной эрозии мог образоваться путь пламени, в результате чего соединение лопнуло, что привело бы к разрушению ускорителя и шаттла. [12] : 118
Инженеры Центра космических полетов им. Маршалла неоднократно писали менеджеру проекта твердотопливного ракетного ускорителя Джорджу Харди, в котором высказывались предположения, что проект полевого стыка Тиокола неприемлем. Например, один инженер предположил, что вращение шарнира сделает вторичное уплотнительное кольцо бесполезным, но Харди не отправил эти записки в Thiokol, и полевые соединения были приняты в полет в 1980 году [13].
Свидетельства серьезной эрозии уплотнительного кольца присутствовали уже во время второго полета космического челнока STS-2 , запущенного Колумбией . Вопреки правилам НАСА, Центр Маршалла не сообщил об этой проблеме высшему руководству НАСА, но решил оставить проблему в рамках своих каналов отчетности с помощью Thiokol. Даже после того, как уплотнительные кольца были переименованы в «Критичность 1» - это означало, что их отказ приведет к разрушению Орбитального аппарата, никто в Маршалле не предлагал заземлить шаттлы до тех пор, пока неисправность не будет устранена. [13]
После запуска в 1984 году STS-41-D , пилотируемого « Дискавери» , первое появление «прорыва» горячего газа было обнаружено за пределами первичного уплотнительного кольца. В ходе послеполетного анализа инженеры Thiokol обнаружили, что величина прорыва была относительно небольшой и не затронула вторичное уплотнительное кольцо, и пришли к выводу, что для будущих полетов повреждение представляет собой приемлемый риск. Однако после аварии Challenger инженер Thiokol Брайан Рассел определил это событие как первый «большой красный флаг» в отношении безопасности уплотнительных колец. [14]
К 1985 году, когда в этом году было запущено семь из девяти шаттлов с использованием ускорителей, показывающих эрозию уплотнительного кольца или прорыв горячего газа [15], Маршалл и Тиокол поняли, что перед ними стоит потенциально катастрофическая проблема. Возможно, наиболее тревожным был запуск STS-51-B в апреле 1985 года, пилотируемый Challenger , у которого при послеполетном анализе было обнаружено самое серьезное повреждение уплотнительного кольца на сегодняшний день. Первичное уплотнительное кольцо левого сопла было разрушено настолько сильно, что не смогло герметизировать, и впервые горячие газы разрушили вторичное уплотнительное кольцо. [16] Они начали процесс изменения конструкции соединения с трех дюймов (76 мм) дополнительной стали вокруг хвостовика. Этот выступ будет захватывать внутреннюю поверхность соединения и предотвращать его вращение. Они не призывали останавливать полеты шаттлов до тех пор, пока не будет изменена конструкция стыков, а скорее сочли проблему приемлемым риском полета. Например, Лоуренс Маллой, менеджер Маршалла по проекту SRB с 1982 года, издал и снял ограничения на запуск шести последовательных полетов. Тиокол даже зашел так далеко, что убедил НАСА объявить проблему уплотнительного кольца «закрытой». [13] Генерал Дональд Кутина , член Комиссии Роджерса , позже сравнил эту ситуацию с авиакомпанией, разрешившей одному из своих самолетов продолжить полет, несмотря на свидетельства того, что одно из ее крыльев вот-вот упадет.
Конференц-связь Thiokol – NASA
Прогнозы на 28 января предсказывали необычно холодное утро с температурами, близкими к -1 ° C (30 ° F), минимальной температуре, разрешенной для запуска. Шаттл никогда не был сертифицирован для работы при таких низких температурах. Уплотнительные кольца, как и многие другие важные компоненты, не имели данных испытаний, подтверждающих любые ожидания успешного запуска в таких условиях. [17] [18]
К середине 1985 года инженеры Thiokol были обеспокоены тем, что другие не разделяют их опасений по поводу воздействия низких температур на ускорители. В октябре 1985 года инженер Боб Эбелинг написал служебную записку под названием «Помогите!». чтобы другие прочитали это - о проблемах, связанных с низкими температурами и уплотнительными кольцами. После прогноза погоды сотрудники НАСА вспомнили о предупреждениях Thiokol и связались с компанией. Когда менеджер Thiokol спросил Эбелинга о возможности запуска при 18 ° F (-8 ° C), он ответил: «[Мы] аттестованы только на 40 ° [40 ° F или 4 ° C] ...» какое дело кому-то даже думать о 18 °, мы на нейтральной территории ». После того, как его команда согласилась, что запуск чреват катастрофой, Тиокол немедленно позвонил в НАСА и порекомендовал отложить запуск до тех пор, пока температура не повысится во второй половине дня. Менеджер НАСА Джуд Ловингуд ответил, что Тиокол не может дать рекомендации, не указав безопасную температуру. Через два часа компания подготовилась к телеконференции, в ходе которой ей пришлось бы обосновать рекомендацию о запрете запуска. [17] [18]
На телеконференции вечером 27 января инженеры и менеджеры Thiokol обсудили погодные условия с менеджерами НАСА из Космического центра Кеннеди и Центра космических полетов Маршалла. Несколько инженеров (в первую очередь Аллан Макдональд , Эбелинг и Роджер Буасджоли ) подтвердили свою озабоченность по поводу влияния низких температур на упругость резиновых уплотнительных колец, герметизирующих соединения SRB, и рекомендовали отложить запуск. [18] Они утверждали, что у них не было достаточно данных, чтобы определить, будут ли соединения должным образом герметизироваться, если уплотнительные кольца будут холоднее, чем 54 ° F (12 ° C). Это было важным соображением, поскольку уплотнительные кольца SRB были обозначены как компонент «Критичность 1», что означает, что не было никакой резервной копии, если и первичное, и вторичное уплотнительные кольца вышли из строя, и их отказ мог бы разрушить Орбитальный аппарат и убить его. экипаж.
Первоначально руководство Thiokol поддержало рекомендацию своих инженеров отложить запуск, но сотрудники НАСА выступили против отсрочки. Во время телеконференции Харди сказал Тиоколу: «Я потрясен. Я потрясен вашей рекомендацией». Маллой сказал: «Боже мой, Тиокол, когда ты хочешь, чтобы я запустил - в следующем апреле?» [18] НАСА считает, что качество поспешно подготовленной презентации Тиокола было слишком низким, чтобы поддерживать такое заявление о безопасности полетов. [17] Один из аргументов сотрудников НАСА, оспаривающих опасения Тиокола, заключался в том, что если первичное уплотнительное кольцо выйдет из строя, вторичное уплотнительное кольцо все равно будет герметично. Это не было доказано и в любом случае было аргументом, неприменимым к компоненту «Критичность 1». Как заявила астронавт Салли Райд, опрашивая руководителей НАСА перед Комиссией Роджерса, запрещено полагаться на резервную копию компонента «Критичность 1».
НАСА заявило, что оно не знало о более ранних опасениях Тиокола по поводу воздействия холода на уплотнительные кольца, и не понимало, что Rockwell International , главный подрядчик шаттла, дополнительно рассматривала большое количество льда, присутствующего на площадке, как ограничение. запускать.
По словам Эбелинга, вторая конференц-связь была запланирована только с руководством NASA и Thiokol, за исключением инженеров. По неясным причинам руководство Thiokol проигнорировало предупреждения своих инженеров и теперь рекомендовало провести запуск в соответствии с графиком; [18] [19] НАСА не спрашивает почему. [17] Эбелинг сказал своей жене в ту ночь, что Челленджер взорвется. [20]
Кен Илифф, бывший главный научный сотрудник НАСА, который работал над программой Space Shuttle с момента его первой миссии (и программой X-15 до этого), заявил это в 2004 году:
Не нарушать правила полетов меня учили в программе X-15. Это было то, чего мы никогда не делали. Мы никогда не меняли правила миссии на лету. Мы прервали миссию, вернулись и обсудили ее. Нарушение нескольких правил миссии было основной причиной аварии Челленджера . [21]
Погода
Инженеры Thiokol также утверждали, что низкие ночные температуры 18 ° F (-8 ° C), прогнозируемые в день [19] перед запуском, почти наверняка приведут к тому, что температуры SRB будут ниже их красной линии в 39 ° F (4 ° C). . Лед скопился по всей стартовой площадке, вызывая опасения, что лед может повредить шаттл при взлете. Команда Kennedy Ice Team непреднамеренно направила инфракрасную камеру на задний полевой стык правого SRB и обнаружила, что температура составляет 9 ° F (-13 ° C). Считалось, что это было результатом продувки переохлажденным воздухом на стык из вентиляционного отверстия бака с жидким кислородом (LOX) . Это было намного ниже температуры воздуха и намного ниже проектных характеристик уплотнительных колец. Позже было определено, что низкое показание является ошибочным, ошибка вызвана несоблюдением инструкций производителя датчика температуры. Позже испытания и уточненные расчеты подтвердили, что температура соединения существенно не отличалась от температуры окружающей среды.
Температура в день запуска была намного ниже, чем в случае предыдущих запусков: ниже нуля - от 28,0 до 28,9 ° F (от -2,2 до -1,7 ° C); ранее самый холодный запуск был при 54 ° F (12 ° C). Несмотря на то, что команда Ice Team работала над устранением льда в ночное время, инженеры Rockwell по-прежнему выражали озабоченность. Инженеры Rockwell, наблюдавшие за площадкой из своей штаб-квартиры в Дауни, Калифорния, были в ужасе, когда увидели количество льда. Они опасались , что во время запуска, лед может быть поколеблен сыпучим и нанести термические плитки защиты шаттла, возможно, в результате аспирации , вызванной струей из отходящего газа из SRBs. Рокко Петроне , глава подразделения космических перевозок Rockwell, и его коллеги рассматривали эту ситуацию как ограничение запуска и сказали менеджерам Rockwell на мысе, что Rockwell не может поддержать запуск. Менеджеры выразили свою обеспокоенность таким образом, что руководитель миссии из Хьюстона Арнольд Олдрич приступил к запуску. Если бы запуск был очищен после того, как произошла заправка, потребовалась бы минимальная 48-часовая задержка до следующего окна запуска, чтобы осмотреть транспортное средство на предмет повреждений после двух последовательных дней заправки. [8] Олдрич решил отложить запуск шаттла на час, чтобы дать ледовой команде время провести еще одну инспекцию. После той последней инспекции, во время которой казалось, что лед тает, Challenger получил разрешение на запуск в 11:38 EST. [19]
Запуск и неудача
Отрыв и начальный подъем
В момент T-6,6 секунды были зажжены главные двигатели космического корабля (SSME), работающие на жидком топливе , а затем твердотопливные ракетные ускорители (SRB) в момент T-0, когда прижимные болты были выпущены с взрывчаткой. [7] : 19 На старте три SSME были на 100% от их первоначальной номинальной производительности и начали дросселировать до 104% под управлением компьютера. При первом вертикальном движении транспортного средства рычаг вентиляции газообразного водорода выдвинулся из внешнего бака (ЕТ), но не защелкнулся. Обзор пленки, снятой камерами на планшете, показал, что рука не контактировала повторно с транспортным средством, и, таким образом, это было исключено как фактор, способствовавший аварии. [22] Послепусковая проверка подушки также показала, что пружины на четырех прижимных болтах отсутствовали, но они также были исключены как возможная причина. [23]
Более поздний просмотр фильма о запуске показал, что при T + 0,678 сильные клубы темно-серого дыма исходили от правого SRB возле кормовой стойки, которая прикрепляла ускоритель к ET. Последний клуб дыма произошел около T + 2,733. Последний раз дым вокруг стойки был при Т + 3,375. Позже было установлено, что эти клубы дыма были вызваны открытием и закрытием кормового полевого сочленения правого SRB. Корпус ускорителя надулся под воздействием воспламенения. В результате этого раздувания металлические части корпуса отогнулись друг от друга, открыв зазор, через который просачивались горячие газы - выше 5000 ° F (2760 ° C). Это происходило при предыдущих запусках, но каждый раз первичное уплотнительное кольцо выходило из канавки и образовывало уплотнение. Хотя SRB не был предназначен для работы таким образом, он, похоже, работал достаточно хорошо, и Morton-Thiokol изменила технические характеристики конструкции, чтобы приспособить этот процесс, известный как экструзия.
Во время экструзии горячие газы просачивались мимо (процесс, называемый «прорывом»), повреждая уплотнительные кольца до тех пор, пока не было сделано уплотнение. Исследования инженеров Morton-Thiokol показали, что степень повреждения уплотнительных колец напрямую связана со временем, которое потребовалось для экструзии, и что холодная погода, вызывая затвердевание уплотнительных колец, увеличивает время экструзии. Модернизированный полевой стык SRB, использовавшийся после аварии Challenger, включал дополнительную блокирующую прорезь и хвостовик с третьим уплотнительным кольцом, предотвращающим прорыв.
В утро катастрофы первичное уплотнительное кольцо стало настолько твердым из-за холода, что не могло вовремя герметизироваться. Температура упала ниже стеклования температуры уплотнительных колец. Выше температуры стеклования уплотнительные кольца проявляют свойства эластичности и гибкости, а ниже температуры стеклования они становятся жесткими и хрупкими. Вторичное уплотнительное кольцо не было на своем месте из-за изгиба металла. Теперь не было барьера для газов, и оба уплотнительных кольца испарились под углом 70 градусов дуги. Оксиды алюминия из сгоревшего твердого топлива герметизировали поврежденное соединение, временно заменяя кольцевое уплотнение до того, как пламя прошло через соединение.
Когда машина покинула вышку, SSME работали с 104% своей расчетной максимальной тяги, и управление переключилось с Центра управления запуском (LCC) в Кеннеди на Центр управления полетами (MCC) в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне , штат Техас . Чтобы предотвратить структурную перегрузку орбитального аппарата аэродинамическими силами, в момент T + 28 SSME начали дросселировать, чтобы ограничить скорость шаттла в плотных нижних слоях атмосферы в соответствии с нормальной рабочей процедурой. К моменту T + 35.379 SSME снова снизились до запланированных 65%. Через пять секунд на высоте примерно 19 000 футов (5 800 м) « Челленджер» преодолел скорость в 1 Мах . При T + 51.860 SSMEs начали дросселировать обратно до 104%, когда транспортное средство преодолело max q , период максимального аэродинамического давления на транспортное средство.
Шлейф
Начиная примерно с Т + 37 и в течение 27 секунд, шаттл испытал серию сдвигов ветра, которые были сильнее, чем в любом предыдущем полете. [24]
В точке T + 58.788 пленочная камера слежения зафиксировала начало шлейфа возле задней стойки крепления на правом SRB. Неизвестно для тех, кто был на Challenger или в Хьюстоне, горячий газ начал просачиваться через растущее отверстие в одном из правых шарниров SRB. Сила сдвига ветра разрушила временное оксидное уплотнение, которое заняла место поврежденных уплотнительных колец, устраняя последний барьер для пламени, проходящего через соединение. Если бы не сдвиг ветра, случайное оксидное уплотнение могло удержаться через выгорание ускорителя.
Через секунду шлейф стал отчетливым и интенсивным. Внутреннее давление в правом SRB начало падать из-за быстро увеличивающегося отверстия в поврежденном соединении, а при Т + 60.238 появилось визуальное свидетельство того, что пламя прожигает соединение и попадает во внешний резервуар. [25]
В момент T + 64.660 шлейф внезапно изменил форму, указывая на то, что в баке с жидким водородом (LH2), расположенном в кормовой части внешнего бака , началась утечка . Сопла главных двигателей поворачивались под управлением компьютера, чтобы компенсировать неуравновешенную тягу, создаваемую прогоранием ускорителя. Давление во внешнем баке LH2 шаттла начало падать при Т + 66,764, что указывает на эффект утечки. [25]
На этом этапе ситуация все еще казалась нормальной как экипажу, так и авиадиспетчерам. На T + 68 CAPCOM Ричард О. Кови сообщил экипажу, что они «прибавили газу», и командир Дик Скоби подтвердил: «Роджер, давай давай»; это было последнее сообщение Челленджера по контуру "воздух-земля". [25]
Разрушение автомобиля
В момент T + 72.284 правый SRB оторвался от кормовой стойки, прикрепившей его к внешнему резервуару. Более поздний анализ данных телеметрии показал внезапное боковое ускорение вправо в точке T + 72,525, которое, возможно, почувствовал экипаж. Последнее заявление, зафиксированное записывающим устройством в кабине экипажа, произошло всего через полсекунды после этого ускорения, когда пилот Майкл Дж. Смит сказал: «Ой-ой». [26] Смит, возможно, также реагировал на бортовые индикаторы работы главного двигателя или на падение давления во внешнем топливном баке.
В момент T + 73.124 задний купол бака с жидким водородом вышел из строя, создав движущую силу, которая протаранила бак с водородом в бак LOX в передней части ET. При этом правый СРБ повернулся вокруг передней стойки крепления и задел межбаковую конструкцию. Внешний резервуар в этот момент претерпел полный отказ конструкции, резервуары LH2 и LOX разорвались, перемешались и воспламенились, создав огненный шар, охвативший всю батарею. [27]
Разрушение машины началось в момент T + 73,162 секунды на высоте 48 000 футов (15 км). [28] Из-за разрушения внешнего бака (и при том, что полусоединенный правый SRB вносит свою тягу в аномальный вектор), Challenger изменил свое правильное положение по отношению к местному воздушному потоку, что привело к коэффициенту нагрузки до 20 g, значительно превышал расчетный предел в 5 г и был быстро разорван аномальными аэродинамическими силами (орбитальный аппарат не взорвался, как это часто предполагается, поскольку сила разрушения внешнего резервуара была в пределах своих конструктивных ограничений). Два SRB, которые могли выдерживать большие аэродинамические нагрузки, отделились от ET и продолжили неуправляемый полет. Корпуса SRB были сделаны из стали толщиной полдюйма (12,7 мм) и были намного прочнее, чем орбитальный аппарат и ET; таким образом, оба SRB пережили разрушение штабеля космических челноков, даже несмотря на то, что правый SRB все еще страдал от последствий совместного прожига, приведшего к разрушению « Челленджера» . [23]
Более прочная кабина экипажа также пережила разрушение ракеты-носителя, так как она была спроектирована так, чтобы выдерживать 20 фунтов на квадратный дюйм (140 кПа), в то время как расчетное давление, которому она подверглась во время развала орбитального корабля, составляло всего около 4–5 фунтов на квадратный дюйм (28–34 кПа). В то время как SRB отдаленно приказал уничтожить офицер безопасности полигона , отдельная кабина продолжала двигаться по баллистической траектории и была замечена на выходе из облака газов в точке T + 75.237. [23] Через двадцать пять секунд после развала машины высота боевого отделения достигла максимума в 65 000 футов (20 км). [28] Кабина была стабилизирована во время спуска большой массой электрических проводов, тянущихся за ней. В точке T + 76.437 носовые части и тормозные парашюты SRB разделились, как и было задумано, и якорь правого SRB был замечен камерой слежения, несущей усеченную пирамиду и средства ее определения. [29]
Инженеры Thiokol, выступавшие против решения о запуске, наблюдали за событиями по телевизору. Они полагали, что любое повреждение уплотнительного кольца могло произойти при взлете, и поэтому были счастливы видеть, как шаттл успешно покинул стартовую площадку. Примерно через минуту после старта друг Буашоли сказал ему: «О, Боже. Мы сделали это. Мы сделали это!» Буашоли напомнил, что, когда через несколько секунд шаттл был уничтожен, «мы все точно знали, что произошло». [18] Ветеран астронавта Роберт Криппен и его команда наблюдали за запуском во время тренировки для STS-62-A , запланированной на июль 1986 года. Пит Олдридж вспоминал: «Я ждал, когда орбитальный аппарат, как и все мы, выйдет из дыма. Но как только произошел этот взрыв, Криппен, очевидно, понял, что это было. Его голова упала. Я так отчетливо это помню ». [30]
Диалог с диспетчером полета после разрыва
В Центре управления полетом произошел всплеск статического электричества в контуре "воздух-земля", когда Челленджер распался. На телевизионных экранах было видно облако дыма и конденсированного водяного пара (продукт сгорания водорода и кислорода) на месте, где был Челленджер , с обломками, падающими в сторону океана. Примерно в районе T + 89 руководитель полета Джей Грин обратился к своему офицеру по динамике полета (FIDO) за информацией. FIDO ответила, что « фильтр [ радар ] имеет дискретные источники», что еще раз указывает на то, что Challenger разбился на несколько частей. Спустя несколько мгновений наземный диспетчер сообщил о «отрицательном контакте (и) потере нисходящей линии связи » радио- и телеметрических данных от Челленджера . Грин приказал своей команде «внимательно следить за вашими данными» и искать любые признаки того, что Орбитальный аппарат сбежал.
В точке T + 110.250 офицер безопасности дальности (RSO) на станции ВВС на мысе Канаверал послал радиосигналы, которые активировали "разрушающие" пакеты системы безопасности дальности на борту обоих твердотопливных ракетных ускорителей. Это была обычная процедура на случай непредвиденных обстоятельств, предпринятая, потому что RSO сочло свободно летающие SRB возможной угрозой для суши или моря. Тот же самый сигнал разрушения уничтожил бы внешний резервуар, если бы он еще не распался. [31] SRB были близки к концу своего запланированного горения (110 секунд после запуска) и почти исчерпали свое топливо, когда была отправлена команда на уничтожение, так что это событие вызвало очень небольшую взрывную силу, если вообще было ее.
Офицер по связям с общественностью Стив Несбитт сообщил: «Здешние авиадиспетчеры очень внимательно следят за ситуацией. Очевидно, это серьезная неисправность. У нас нет нисходящей линии связи». [25]
В контуре управления полетом Грин приказал ввести в действие процедуры на случай непредвиденных обстоятельств; Эти процедуры включали запирание дверей центра управления, отключение телефонной связи с внешним миром и следование контрольным спискам, которые обеспечивали правильную запись и сохранение соответствующих данных. [32]
Несбитт передал эту информацию общественности: «У нас есть отчет от офицера по динамике полета о том, что машина взорвалась. Директор полета подтверждает это. Мы собираемся проверить с силами восстановления, чтобы увидеть, что можно сделать на этом этапе». [25]
Причина и время смерти
Кабина экипажа была сделана из особо прочного армированного алюминия и отделена от остальной части орбитального корабля за одно целое. [33] Во время отделения максимальное ускорение, по оценкам, составляло от 12 до 20 g . Во время разрушения автомобиля кабина развалилась и медленно превратилась в баллистическую дугу . В течение двух секунд после разрушения кабина опустилась ниже 4 г и в течение 10 секунд была в свободном падении . Сил, задействованных на этом этапе, вероятно, было недостаточно, чтобы нанести серьезный вред экипажу. [28]
По крайней мере, некоторые из членов экипажа были живы и, по крайней мере, некоторое время находились в сознании после разрыва, поскольку было обнаружено , что три из четырех восстановленных личных выходных воздушных ранцев (PEAP) на кабине экипажа были активированы. [28] PEAP были активированы для Смита [34] и двух неопознанных членов экипажа, но не для Скоби. [28] PEAP не были предназначены для использования в полете, и космонавты никогда не тренировались с ними для работы в аварийной ситуации в полете. Расположение переключателя активации Смита на задней стороне его сиденья указывало на то, что Резник или Онидзука, вероятно, активировали его за него. Исследователи обнаружили, что оставшийся неиспользованный запас воздуха соответствует ожидаемому потреблению во время траектории после развала. [34] : 245–247
Анализируя обломки, исследователи обнаружили, что несколько переключателей электрической системы на правой панели Смита были перемещены из своих обычных положений запуска. На переключателях были рычажные замки сверху, которые требовалось вытащить, прежде чем переключатель мог быть перемещен. Более поздние испытания показали, что ни сила взрыва, ни столкновение с океаном не могли их сдвинуть, что указывает на то, что Смит произвел изменения переключателя, предположительно в тщетной попытке восстановить электропитание кабины после того, как кабина экипажа отсоединилась от остальной части. орбитальный аппарат. [34] : 245
28 июля 1986 года помощник администратора НАСА по космическим полетам, бывший астронавт Ричард Х. Трули , опубликовал отчет врача и астронавта Skylab 2 Джозефа П. Кервина о гибели экипажа . В отчете Кервина сделан вывод о том, что неизвестно, оставался ли экипаж в сознании до столкновения с океаном, потому что неизвестно, оставалось ли давление в кабине экипажа. Из-за разгерметизации экипаж быстро потерял бы сознание, так как PEAP подавали только воздух без давления. Воздействие давления могло позволить сознанию на все время падения до удара. Кабина экипажа ударилась о поверхность океана на скорости 207 миль в час (333 км / ч) примерно через две минуты и 45 секунд после разрушения. Расчетное замедление составляло 200 g, что намного превышало конструктивные ограничения боевого отделения или уровни живучести экипажа. Пол средней палубы не претерпел коробления или разрывов в результате быстрой декомпрессии, но сложенное оборудование показало повреждения, соответствующие декомпрессии, и между двумя передними окнами застрял мусор, который мог вызвать потерю давления. Повреждение кабины экипажа в результате удара было настолько серьезным, что нельзя было определить, была ли кабина экипажа ранее повреждена достаточно, чтобы потерять герметичность. [28]
Перспектива побега экипажа
Во время полета космического челнока с двигателем спастись экипажу не удалось. Во время разработки шаттла несколько раз рассматривались системы аварийного спасения, но НАСА пришло к выводу, что ожидаемая высокая надежность шаттла исключит необходимость в такой системе. Модифицированные катапультируемые сиденья SR-71 Blackbird и скафандры полного давления использовались для экипажей из двух человек в первых четырех орбитальных полетах шаттла, которые считались испытательными полетами, но были удалены для последующих «оперативных» миссий. Совет по расследованию авиационных происшествий Колумбии позже заявил, после катастрофы , связанной с возвращением в атмосферу Колумбии в 2003 году , что система Space Shuttle никогда не должна была объявляться работоспособной, поскольку она носит экспериментальный характер из-за ограниченного количества полетов по сравнению с сертифицированными коммерческими самолетами. Многопалубная конструкция кабины экипажа исключала использование таких катапультных кресел для более крупных экипажей. Предусматривалось создание какой-либо системы эвакуации при запуске, но это было сочтено непрактичным из-за «ограниченной полезности, технической сложности и чрезмерной стоимости в долларах, веса или задержек с графиком». [31] [а]
После потери « Челленджера» вопрос был вновь открыт, и НАСА рассмотрело несколько различных вариантов, включая катапультируемые кресла, тяговые ракеты и аварийный выход через нижнюю часть орбитального аппарата. НАСА еще раз пришло к выводу, что все рассматриваемые системы эвакуации при запуске будут непрактичными из-за необходимых модификаций машины и связанных с этим ограничений по численности экипажа. Система была разработана, чтобы дать экипажу возможность покинуть шаттл во время планирующего полета , но эта система не могла быть использована в ситуации Челленджера . [35]