A Columbia-jelentés (3. rész): A baleset műszaki hátterének további részletei
(Rovat: A Columbia utolsó útja, Az űrrepülőgép , Katasztrófák ellen - 2003.09.04 00:08.)

A baleset körülményeit vizsgáló bizottság jelentésében hangsúlyozza, hogy a balesetért egyaránt, azonos mértékben okolhatók technikai, és a NASA szervezetén belüli hiányosságok. Sorozatunk harmadik részében folytatjuk a baleset technikai hátterének bemutatását.

A második repülési napon levált tárgy

A baleset után átvizsgálva a radarral végzett követések adatait, utólag derült ki, hogy az űrrepülőgéptől a második repülési napon elvált egy tárgy, amit 2003-003B-nek neveztek el (a Columbia volt a 2003-003A). Néhány órával a tárgy első nyomainak rögzítése előtt a Columbiával két helyzetszabályzó manővert hajtottak végre. Valószínűleg ezeknek a manővereknek a hatására szabadulhatott el a tárgy a Columbiától.

A tárgy pályájának, vagyis ballisztikus jellemzőinek, valamint radarképének elemzése alapján a szakemberek arra a megállapításra jutottak, hogy csak egy RCC-paneldarab rendelkezhet hasonló tulajdonságokkal.

A baleset utáni darabok és az adatrögzítő felvételének vizsgálata

Mind a baleset után megtalált adatrögzítő, mind az űrrepülőgép begyűjtött darabjainak vizsgálata alátámasztotta azt a feltételezést, hogy a Columbia a szárnyának belépőélét borító RCC-paneleken lévő réssel kezdte meg a visszatérést. A bal szárny belsejében, a belépőél környékén uralkodó hőmérsékleti-, és nyomásviszonyok, amelyeket a már említett adatrörzítőhöz kapcsolt szenzorok érzékeltek, egyértelműen erre utalnak. Emellett a bal szárny aerodinamikai jellemzőinek eltérése a Columbia korábbi repülésein tapasztaltaktól, szintén ezt támasztja alá.

Az űrrepülőgép darabjainak vizsgálata is megerősíti ezt a feltételezést. A bal oldali manőverhajtómű-gondola (OMS pod) repülés irányába néző részének megtalált darabjain ugyanis inconel (speciális fémötvözet) lerakódások láthatók. Ezt az anyagot pedig csak az űrrepülőgépek belépőéle mögött használják. Ez a szárny súlyos károsodására utal. A megolvadt fém a légáramlattal kerülhetett a hajtóműgondolára. A darabok és az adatrögzítő felvételének részletes elemzése alapján szűkítették a vizsgálók a szárny sérülésének helyét a 8. RCC-panelre, és annak közvetlen környezetére.

Becsapódási tesztek

A vizsgálat fontos állomását jelentette, amikor felállítottak egy kísérleti állomást, ahol a becsapódó habnak az RCC-panelekre gyakorolt hatását vizsgálták. A szárnyak belépőélét borító paneleket az űrrepülőgépekével azonos felépítésű vázszerkezetre erősítették fel. A vázszerkezet egyúttal lehetővé tette körülbelül 200 érzékelő, nagy sebességű (másodpercenként 2000-7000 képet rögzítő) kamerák, és nagy teljesítményű lámpák felszerelését. A habdarabokat egy kifejezetten erre a célra módosított nitrogénágyúval lőtték ki a teszt-alkatrészekre.

A nitrogénágyúval kilőtt hab nekicsapódik az Enterprise paneleinek

A vizsgált panelek először az Enterprise kísérleti űrrepülőgép 5-10. számú üvegszálerősítésű panelei voltak. Ezekkel a borítólemezekkel tesztelték és kalibrálták a berendezést. Már ezek a kísérleti lövések is meglepő eredményt hoztak: az egyik panel ugyanis 14 cm hosszan megrepedt, egy másik pedig elmozdult a helyéről, emiatt rés keletkezett közte és a szomszédos T-tömítés között.

Ezután a teszteket elvégezték RCC-paneleken is. Igyekeztek olyan alkatrészeket kiválasztani, amelyek körülbelül ugyanannyit repültek, mint a Columbia belépőélének 8. számú burkolólapja. Először a Discovery 6., majd az Atlantis 8. paneljét lőtték meg a habbal. Utóbbi esetében a hab sebességét 800 km/h-ra állították, 25,1 fokos becsapódási szög mellett. A számítógépes elemzések szerint ez felel meg leginkább a Columbia indításakor látott ütközésnek. Az eredmény megdöbbentő volt.

A hab által ütött hatalmas lyuk az Atlantis 8. számú RCC-panelén

A panelen egy körülbelül 40 x 43 cm-es lyuk keletkezett. A borítólemezen emellett 30 cm-es hosszúságot is elérő repedések is kialakultak. A 8. és 9. panel közti T-tömítés szintén megsérült. Ez összhangban áll a bizottság többi vizsgálatának eredményével.

A becsapódás nyomán keletkezett három nagyobb darab beesett a belépőélbe. Bár nem garantálható, hogy a Columbia szárnya is pontoson ilyen módon károsodott, de ekkora darabok a Columbia szárnyában is maradhattak, és elképzelhető, hogy csak valamilyen manőverezés hatására sodródtak ki onnan. Ez pedig alátámasztja a második napon levált tárgyról leírtakat.

Egyéb tényezők

A bizottság vizsgálódásai során az alábbi, a balesettel közvetlenül kapcsolatba nem hozható területeken tárt fel hiányosságokat:
- A szilárd hajtóanyagú rakéták és a külső tartály közti rögzítőpontok: A rakétákat az első (felső) rögzítési ponton egy, a hátsó (alsó) rögzítési ponton pedig három rögzítő csap tartja a külső tartályon. Ezeket a rakéták leválasztásakor elrobbantják, a csapok két darabja pedig a tartályhoz, illetve a rakétához rögzítve marad. Azt az illesztési pontot azonban, ami azt biztosítja, hogy a felső csap esetében a tartálynál maradó rész valóban ott is maradjon, és ne szabaduljon el, áttervezték, viszont az új megoldást nem tesztelték. Az űrrepülőgépek azonban már jóideje így repülnek. A felvételeken nem látszik, hogy a rögzítőcsap maradéka elszabadulna a tartálytól, azonban a nem ellenőrzött módszer pontenciális veszélyforrás. A bizottság ajánlása szerint ezt a műszaki megoldást tehát tesztelni kell.
- Kapton szigetelésű vezetékezés: A Kapton egy aromás poliimid szigetelőanyag, amit a hatvanas években fejlesztettek ki. Széles körben használták több mint 30 évig repülőgépeken és űreszközökön, mert könnyű, nem gyúlékony, sérülésnek ellenálló, és széles a működési tartománya. Tervezésekor, és használatának korai szakaszában azonban nem volt ismeretes egy igen nagy hibája: hajlamos az áthúzásra. A Columbia STS-93 útján felszálláskor leállt a hajtóműveket vezérlő hat számítógép közül négy. Szerencsére nem történt komolyabb baj, de akár az űrrepülőgép két főhajtóműve is leállhatott volna. Az eset kivizsgálásakor derült ki, hogy a kapton szigetelésű vezetékek sérültek meg, emiatt mind a négy űrrepülőgépet alaposan át kellett vizsgálni. A mostani vizsgálat szerint a Columbia elvesztésének nem volt köze a vezetékezéshez, de mindenképpen nagy gondot kell fordítani a vezetékek rendszeres vizsgálatára, ha az űrrepülőgép-rendszert még legalább tíz, de elképzelhető, hogy húsz éven át üzemeltetni akarják.
- Szándékos sérülés, biztonság: A médiában megjelent találgatások ellenére sem szabotázsnak, sem terrorista-akciónak nem bukkantak nyomára. Van azonban egy munkafolyamat a külső tartály szigetelésének felvitelekor, amikor nagy a szabotázs lehetősége, mert csak egy ember van jelen a munkánál. A bizottság ajánlása szerint ezt a munkát a jövőben két embernek kell végeznie, ezzel is csökkentve az esetleges szándékos károkozás lehetőségét.
- Mikrometeoroid és űrszemét: A fedélzeti gyorsulásmérők adatait elemezve, nincs rá bizonyíték, hogy bármilyen nagyobb tárgy eltalálta volna a Columbiát 16 napos útja során. Ennek ellenére nem lehet teljesen kizárni, hogy esetleges mikrometeoroid-becsapódások hozzájárulhattak a balesethez. Konkrétumokat meg nem adva, a bizottság egy újabb ajánlásában azt követeli meg, hogy az űrrepülőgépeket mikrometeoroid-, és űrszemét-becsapódások ellen hasonló biztonsággal kell üzemeltetni, mint a Nemzetközi Űrállomást. Utóbbira ugyanis sokkal szigorúbb irányelvek vonatkoznak, mint az űrrepülőképekre.
- Idegen tárgy által okozott sérülés megelőzése: Az idegen tárgy által okozott sérülés (Foreign Object Damage) fogalma helyett a NASA két új megnevezést kezdett el használni: felkészítési nem kívánatos anyag (Processing Debris), és idegen, nem kívánt anyag (Foreign Object Debris). Az előbbit kisebb jelentőségűnek, az utóbbit súlyosabbnak ítéli meg. Ez ellentmond a NASA és a hadsereg által rendszeresített eredeti, egységes megnevezésnek. A bizottság ajánlása szerint a jövőben vissza kell térni az eredeti megnevezéshez, és minden ilyen problémát azonos módon kell kezelni.

Folytatjuk...