Kritické momenty kosmonautiky 25. díl

Stíhačka F-15 nad komplexem 39

Počátek roku 2003 byl na floridském kosmodromu KSC ve znamení příprav další mise raketoplánu. Na první pohled rutinní let, jakých NASA s raketoplánem vykonala doposud už 112. Ale přece jen tady bylo několik okolností malinko odlišných. Po dlouhých třech letech se nejednalo o misi k orbitální stanici ISS. Téměř 16 dní měl raketoplán létat samostatně. Zaměření mise bylo absolutně podřízeno vědě- v nákladovém prostoru orbiteru čekal na astronauty modul Spacehab nové generace a celkem 58 pokusů a experimentů. V neposlední řadě se do vesmíru měla vydat vlajková loď flotily amerických raketoplánů- exemplář s označením OV-102, všeobecně známý jako Columbia. Tento stroj se stal v dubnu 1981 prvním pilotovaným vícenásobně použitelným prostředkem, vyslaným do vesmíru. Teď se na kosmickou pouť chystal po osmadvacáté. A ještě jedna okolnost nebyla zcela standardní- bezpečnostní opatření. Na oběžnou dráhu se chystal příslušník národa, který má asi nejvíce nepřátel- plukovník izraelského letectva Ilan Ramon. Už tak přísná pravidla pro bezpečnost během startu se velice zpřísnila už po 11. září. Nyní, díky přítomnosti Izraelce v posádce, byla vyšroubována na maximum: například přesný čas startu neměl být znám dříve, než 24 hodin předem. Na druhou stranu to mělo za následek, že poprvé po dlouhé době nedošlo k narušení vzdušného ani hladinového zakázaného koridoru. O zpřísněných pravidlech všichni věděli, takže piloti i kapitáni plavidel si dali veliký pozor, aby se vyhnuli problémům. Stíhačky F-15 Národní gardy i rychlé čluny Pobřežní stráže a US Navy byly tentokrát bez práce. Ale ani ta nejpřísnější bezpečnostní opatření, ani ta nejlépe vyzbrojená letadla, ani sebevětší počet agentů tajné služby nemohl astronauty ochránit před nebezpečím, které v sobě skrývá každý start člověka do vesmíru…

 

Ostře sledovaný let (1/5)

 

16. ledna se z rampy 39-A přesně v 15:39:00 UTC začala zvedat startovní sestava k misi STS-107. Columbia, veteránka mezi orbitery, se konečně dočkala, a s ní i posádka. Původně byl let plánován na léto 2001. Pak byl posunut na rok 2002. Ale trhliny v palivové instalaci Atlantisu a Discovery si vyžádaly detailní inspekci všech čtyř strojů v rámci flotily. Definitivní termín startu nakonec vycházel na polovinu ledna 2003. V určený den se Columbia vydala do vesmíru hned na začátku startovního „okna“, bez větších zdržení a zádrhelů. Na palubě byl velmi dobře sehraný tým, navzdory faktu, že pouze tři astronauti ze sedmičlenné posádky už za sebou měli vesmírnou zkušenost.

Posádka mise STS-107: (zleva) Brown, Husband, Clark, Chawla, Anderson, McCool, Ramon

Posádka mise STS-107: (zleva) Brown, Husband, Clark, Chawla, Anderson, McCool, Ramon
zdroj: http://spaceflight.nasa.gov

Velitelem (CDR) byl Rick D. Husband, podle mnohých jeden z nejlepších pilotů NASA a veterán letu STS-96. Vpravo vedle něj seděl pilot (PLT) William C. McCool, nováček, který svou nominaci velmi prožíval a právě nyní se mu plnil jeho životní sen. Za ním seděl další nováček, letový specialista (MS1) David M. Brown. Po jeho levé ruce měla své místo MS2 Kalpana Chawla. Tato rodačka z Karnalu v Indii doufala, že během nadcházejícího letu definitivně smaže hořkou příchuť, kterou v ní zanechala její předchozí mise. Tou byl let STS-87 na přelomu listopadu a prosince 1997, shodou okolností také na palubě Columbie. Chawla tehdy měla na starosti vypuštění malé družice Spartan. Pomocí palubního manipulátoru, přezdívaného „kanadská ruka“, jej tehdy vytáhla z nákladového prostoru a vypustila k samostatnému letu. Jenže Spartan nevykonal určený manévr, na který byl naprogramován. Chawla jej tedy znovu zachytila manipulátorem, ale marně čekala na signál o pevném zachycení družice. Chtěla zkusit záchyt znovu, ale v momentě, kdy stahovala manipulátor od Spartanu, nechtěně uvedla družici do pomalé rotace o rychlosti zhruba 2°/s. Zachycení kanadskou rukou bylo nemožné, selhal také pokus o rotační manévr celého orbiteru, při kterém by se srovnala vzájemná úhlová rychlost, a nakonec jej museli ručně zachytit Takao Doi a Winston Scott během své naplánované EVA. Ruční zachycení ale trvalo déle, než se čekalo a tak se během výstupu nedostalo na všechny plánované experimenty. Ty proběhly během druhé EVA, ale v hypersoutěživé komunitě astronautů to reputaci Chawly poměrně dost uškodilo. Snad tentokrát její výkon všechny přesvědčí o jejích kvalitách.

Na střední palubě seděl vepředu vlevo (rozložení sedadel se od Challengeru změnilo- sedadlo PC bylo posunuto vpřed, lehce před úroveň dvojsedačky pro MS/PS) velitel užitečného nákladu (payload commander- PC) Michael P. Anderson. Ten měl už za sebou misi STS-89 a během současné mise bude mít na starosti hladký průběh všech experimentů. Na levé straně dvojsedačky uprostřed middecku seděla MS 4 Laurel B. Clark. Do vesmíru letěla poprvé, měla však za sebou bohaté zkušenosti s potápěním v rámci US Navy a jako lékařka se podílela také na provozu amerických ponorek. Po její pravé ruce pak seděl muž, na nějž byl soustředěn největší zájem médií. Specialista užitečného nákladu (PS1) Ilan Ramon byl v očích mnohých svých krajanů symbolem, který dokonale znázorňoval cestu Židů během pouhých dvou generací od hrůz holokaustu (které zažila i Ramonova rodina) až k cestě za hranice atmosféry. Podobně to chápal i sám Ramon, který měl ve svém osobním balíčku PPK (Personal Preference Kit) kresbu českého židovského chlapce jménem Petr Ginz, na které je pohled z fantaskní měsíční krajiny na naši planetu. Sám Petr Ginz zahynul v roce 1944 v Osvětimi, teď se však jeho fantazie měla dostat alespoň kousek blíže ke svému naplnění. Ilan Ramon ovšem nebyl žádným romantickým „ořezávátkem“. Měl za sebou dlouholetou službu v Chel Ha’Avir, jak se nazývá izraelské letectvo. Tím pádem prožil také skutečné bojové nasazení. Byl také jedním z prvních izraelských pilotů, kteří osedlali legendární F-16 a v roce 1981 se jako nejmladší z účastníků vydal nad irácký Bagdád, aby v rámci neskutečně drzé, odvážné a nutno říci i úspěšné operace „Opera“ pomáhal zničit tamní rozestavěný jaderný reaktor. Především to však byl velmi zkušený pilot s více než třemi tisícovkami letových hodin.

Ošlehaného plukovníka však žádná letecká zkušenost nemohla připravit na zážitek, jakým je start shuttlu. Cesta na orbit je v tomto dopravním prostředku velmi divokou jízdou, dokonce až tak divokou, že jeden z veteránů v posádce se přiznal, že tuto část letu rozhodně nemá rád. Vše ale nakonec proběhlo tak, jak mělo a Columbia byla navedena na plánovanou dráhu s parametry 285x 275 km a sklonem 39°vůči rovníku.

Pohled z middecku Columbie směrem do Spacehabu

Pohled z middecku Columbie směrem do Spacehabu
zdroj: http://upload.wikimedia.org

Ihned po startu se rozjely naplánované aktivity astronautů na plné obrátky. Posádka se rozdělila na dvě směny- modrou a červenou- tak, aby byla využita každá minuta letu a aby práce mohla být nepřetržitá. U vědomí toho, že STS-107 je po dlouhé době první a zároveň na hodně dlouho poslední misí, věnovanou výlučně vědě, přichystali plánovači posádce opravdu nabitý program. Byly v něm obsaženy experimenty s živými organizmy, růstem proteinů, pozorování fyzikálních atributů hoření v beztíži, různorodá sledování rozličných vlivů beztíže na organizmus astronautů a nechybělo ani pozorování Země. Tady se dostal ke slovu experiment s názvem MEIDEX (Mediterranean Israeli Dust Experiment- středomořský izraelský prachový experiment), při kterém multispektrální kamera, vyrobená firmou Xybion spolu s širokoúhlou videokamerou sledovaly proudění pouštních písečných a prachových částic v oblasti středomoří a okolo Sahary. Speciálně tento experiment měl na starosti Ilan Ramon. K tomu, aby bylo přístroje a vědecké vybavení kam umístit, byl v nákladovém prostoru uložen modul Spacehab nové generace. Tento modul, oficiálně nazývaný Spacehab Research Double Module vznikl spojením dvou klasických modulů Spacehab a poskytoval zvýšenou kapacitu a větší objem prostoru pro astronauty a jejich vědecké aktivity. Spacehab doplňovala nehermetizovaná plošina Freestar, na které byly v zadní části nákladového prostoru umístěny kamery a pozorovací zařízení k provádění sledování Slunce a Země. Nákladový prostor také obsahoval paletu EDO (Extended Duration Orbiter- prodloužená doba činnosti orbiteru). Ta dovolovala přesně to, co napovídá její název- její zásoby kryogenik, tedy kapalného kyslíku a vodíku, umožňovaly prodloužení činnosti orbiteru na oběžné dráze.

Mezitím na zemi probíhalo rutinní kolečko vyhodnocování startu. Byly analyzovány záznamy telemetrie, posuzovány data a vyhodnocovány záběry kamer, které snímaly start Columbie. Poklidná činnost ale brzy vzala za své. Druhý den letu technici a inženýři na jednom záběru odhalili něco, co nebylo úplně v pořádku.

Kombinovaný snímek, zachycující moment nárazu pěny do křídla Columbie

Kombinovaný snímek, zachycující moment nárazu pěny do křídla Columbie
zdroj: http://spaceflightnow.com

V 81. sekundě po startu se z místa zvaného „bipod ramp“ (místo, kde je k nádrži ET připojena „hrazda“, která k ní poutá příď raketoplánu), konkrétně z jeho levé strany, uvolnil jeden velký a dva malé kusy jakéhosi materiálu a udeřily o křídlo orbiteru. Oním materiálem nemohlo být nic jiného, než izolační pěna, kterou byla nádrž ET nastříkána. Pěna během startu raketoplánu odpadávala často, ale takto velké kusy nebyly obvykle k vidění. Navíc se podle záběrů zdálo, že udeřily do jednoho z nejzranitelnějších míst orbiteru- někam do oblasti náběžné hrany a spodní části křídla. Právě tato oblast je při návratu nejvíce vystavena žáru a dynamickým silám. Bohužel záběry nebyly úplně nejostřejší a v relativně slušné kvalitě zachytily inkriminované místo pouze dvě kamery z několika, které byly v době startu v činnosti. Jedna z nich byla v době impaktu izolace vzdálena 17 mil (27 km) a druhá 26 mil (skoro 42 km) od stoupající sestavy raketoplánu.

Další záběry neodhalily žádné poškození křídla ani náběžné hrany,přesto někteří pracovníci skupiny vyhodnocování fotografického materiálu v čele se svým předsedou Bobem Pagem usoudili, že úder úlomku pěny mohl způsobit poškození křehkého tepelného štítu Columbie. Page se proto obrátil na Waynea Haleho, vedoucího programového manažera pro startovní integraci, s požadavkem na pořízení snímků inkriminovaného místa orbiteru pomocí prostředků americké armády- jinými slovy pomocí špionážních teleskopů a satelitů. Hale slíbil, že se pokusí věc zařídit. Zároveň fotoskupina vytvořila z videosnímků animaci, zachycující úder pěny do křídla a začala ji v emailech rozesílat na příslušná místa. Rozběhla se přestřelka emailů, ve kterých si jednotliví zainteresovaní pracovníci vyměňovali názory na danou záležitost. Pohledy se různily- někteří měli za to, že náběžná hrana je dostatečně pevná, aby odolala izolační pěně, jiní měli pohled přesně opačný. Ještě během druhého letového dne se celá záležitost dostala k Lindě Ham, vedoucí manažerce mise STS-107, a Ronu Dittemoreovi, vedoucímu manžerovi programu Space Shuttle, tedy na velmi vysoké pozice v hierarchii NASA. Ham ani Dittemore zatím nijak nereagovali.

Mezitím se na oběžné dráze odehrála jedna nenápadná, přesto však velmi podivná věc. Radary zachytily malý předmět, který se vzdaloval od Columbie. Jednalo se o objekt zhruba velikosti laptopu, jehož původ byl záhadou. Dráha, na které se Columbia pohybovala, je velmi zřídka používána, a proto je na ní minimum kosmického „smetí“. Pozdější analýzy prokázaly, že objekt s velkou pravděpodobností pochází z Columbie. Bohužel, vzhledem k relativní těžkopádnosti klasifikačního systému v rámci Air Force Space Command tomuto objektu nebyla během letu Columbie věnována pozornost. Těleso shořelo v atmosféře pravděpodobně 20. ledna a  tradiční katalogové číslo dostalo až s velkým zpožděním, protože zaniklo dříve, než bylo zadokumentováno. Přišlo se na něj až během zpětné analýzy radarových záznamů, to už však bylo pozdě…

Zatím na zemi nastal víkend. I během něj však probíhala ohledně uvolněné izolace ET čilá komunikace a analýzy. V sobotu 18. ledna byla požádána firma Boeing, aby se pokusila nasimulovat rozsah možného poškození pomocí programu „Crater“. To byl software, který měl původ ještě v časech Apolla, kdy měl predikovat rozsah poškození lodi mikrometeoroidem. Postupem času byl upravován a byla na něm prováděna simulace impaktu izolační pěny z nádrže ET na náběžnou hranu orbiteru. Simulace ovšem byly založeny na kousku pěny o objemu přibližně 49 cm3. Kus pěny, který se utrhnul 16. ledna během startu Columbie, byl ale mnohem větší, přibližně o objemu 31 dm3 a o hmotnosti zhruba 0,9 kg. Bylo známo, že Crater má své striktní limity a jestliže byla pro simulaci zadána data mimo tyto limity, výsledky jsou značně zkreslené a nevěrohodné. Také testy, pomocí nichž byl Crater kalibrován a verifikován, byly velmi omezeným vzorkem možných situací- program například nepočítal s tím, že dlaždice tepelné ochrany mají vespod vrstvu tvrdší, než na horní části. Přesto pověřený pracovník Boeingu zadal do systému dva možné scénáře a nechal počítače chroupat data. Výsledky byly nejednoznačné. Avšak vzhledem ke známé vlastnosti Crateru, totiž konzervativnímu algoritmu, který většinou predikoval větší poškození, než bylo v testech prokázáno, se zdálo být relativně jisté, že Columbia není vážně poškozena. To, že samotný inženýr, který program ovládal, neměl dostatečnou praxi a sám zpochybňoval věrohodnost výsledků, nikoho nezajímalo.

Pátý den letu, v pondělí 20. ledna, se na první- neoficiální- schůzce sešla skupina DAT (Debris Assessment Team), která tradičně po startu posuzuje případná poškození startovní sestavy cizími objekty, nebo úlomky sestavy samotné.  Převládající názor byl takový, že úlomky pěny o podobných rozměrech už se během předchozích startů vyskytly bez větších následků. Byla to narážka na misi STS-112, kde však podobně velký kus pěny zasáhl pomocný motor SRB. Tento názor byl pak prezentován managementu mise, ovšem s doporučením, že by bylo dobré pro jistotu zařídit vizuální inspekci křídla pomocí prostředků armády.  Proti tomu ovšem hovořila právě dřívější zkušenost, kdy se orbitery po zásahu pěnou v pořádku vracely na zem. Skupina DAT se tak ocitla v nezáviděníhodném postavení, kdy na jedné straně doporučovala inspekci orbiteru, na druhé straně ovšem neměla v ruce dostatečný argument. Vedení mise se stále ukolébávalo tím, že to tentokrát- ostatně jako vždy- vyjde.  Z později zveřejněné mailové komunikace mezi managementem mise a manažery programu Space Shuttle vyplývá, že si byli vědomi toho, že odpadávající pěna byla problémem při předchozích misích a v porovnání se známými případy byl kus pěny u STS-107 nejrozměrnějším kusem, jaký se kdy uvolnil a narazil do orbiteru.

Start mise STS-107. Kroužkem je označeno místo, odkud odpadla pěna.

Start mise STS-107. Kroužkem je označeno místo, odkud odpadla pěna.
zdroj: http://upload.wikimedia.org

Záležitost s utrženou pěnou se zatím dostala do médií. Televize i deníky rozjížděly divoké spekulace a dohady. Protože během letu bylo naplánováno několik tiskových konferencí s posádkou, řídící středisko se rozhodlo informovat velitele ve snaze předejít situaci, kdy by média nachytala astronauty faktem, o kterém neměli tušení.  A tak osmý letový den mise, ve čtvrtek 23. ledna, putoval na palubu Columbie mail, který mimo jiné obsahoval i tato slova: „(…) Během startu, přibližně v 80. sekundě, ukázala fotoanalýza, že se uvolnily úlomky z oblasti  –Y na spojovacím uzlu dvojnožky ET, a následně narazily do křídla orbiteru v oblasti přechodu mezi prodlouženou náběžnou hranou (v originále „chine“) a křídlem, kde vytvořily spršku menších částic. Vypadá to, že impakt proběhl zcela na spodní straně křídla a záznam nezachytil žádné částice, které by traversovaly přes horní stranu křídla. Experti analyzovali vysokorychlostní fotografie a nemáme žádné obavy z poškození RCC (materiál náběžné hrany) nebo dlaždic tepelné ochrany. Tento fenomén byl pozorován i při několika dalších letech a nemáme naprosto žádné obavy z návratu do atmosféry. To je prozatím vše. Je radost s vámi každý den pracovat.“ Mail měl předmět „INFO: Possible PAO Event Question (INFO: Možná otázka během tiskové konference)“. Chvíli po této zprávě Rick Husband obdržel další mail, tentokrát s animací onoho impaktu. V mailech nebylo ani slovo o pochybách o bezpečnost letu, ani slovo o tom, že by astronauti mohli pro jistotu vizuálně zkontrolovat dotyčné místo (i když je pravda, že vzhledem k otevřeným dveřím nákladového prostoru neměli možnost místo impaktu vidět), ani slovo o stále zoufalejším boji skupiny DAT o snímky Columbie na oběžné dráze. Husband viděl mail čistě jako P.R. záležitost a rozhodl se důvěřovat úsudku specialistů na zemi. Přeposlal zprávu zbytku posádky a vrátil se zpět k práci- letový plán byl skutečně velmi hutný…

Management mise se zatím okrajově zabýval poškozením křídla. Přímí podřízení šéfmanažerku Lindu Ham informovali v tom smyslu, že podle simulací Crateru se vše zdá být v pořádku a pokud k nějakému poškození došlo, nebude znamenat fatální následky. Omezené limity Crateru a varovné signály, které vysílala DAT a další pracovníci, nebyly vzaty v úvahu. Linda Ham tedy zčásti pracovala na základě mylných informací. Ovšem k její tíži lze připočíst také jednu zajímavou okolnost. Když zjistila, že někteří pracovníci v zoufalství použili pro žádost o nasnímkování Columbie špionážními satelity neoficiální kanály, neptala se proč dotyční tak urputně trvají na svém požadavku, ale nejvíce ji zajímalo, kdo přesně onen požadavek poslal. Z jejího pohledu to bylo porušení nastavených procesů a kanálů komunikace mezi pracovníky na nižších úrovních a managementem. Požadavek pro armádu promptně zrušila. Stejně jako dva další, které se v průběhu mise vyskytly.

Na oběžné dráze se zatím mise chýlila ke konci. Astronauti balili výsledky experimentů a užívali si poslední pohledy na Zemi z vesmíru. Nadešla sobota 1. února. Dnešní oběd už si posádka vychutná v zajetí tak dobře známé zemské gravitace. Několik hodin před brzdícím zážehem motorů OMS začali popíjet velké množství tekutin- někdo vodu, doplněnou slanými tabletami, někdo bujón. Důvodem bylo zvýšení ortostatického tlaku. V beztíži je totiž krev městnána v horní části těla. To zmate receptory, které mají na starosti regulaci objemu krve v organizmu. A vzhledem k tomu, že nohy nejsou takřka využívány, má tělo pocit, že obsahuje zbytečně mnoho krve a začne její objem snižovat. Popíjením slaných roztoků si astronauti zvyšují tlak, zadržují v organizmu tekutiny, nutí tělo tvořit více krve a zároveň do sebe dostávají důležité minerály. Kdyby to nedělali, riskovali by kolaps poté, co se v normální gravitaci zvednou ze sedadel. Posádka si také oblékla oranžové skafandry a usadila se na svá místa.

Na horní palubě vedle sebe seděli Husband a McCool, za nimi Chawla a Clark (podle plánu si vyměnila na sestup místo s Brownem). O patro níže pak Brown a Ramon sdíleli dvojsedačku uprostřed paluby a u průlezu seděl, stejně jako při startu, Anderson. Ve 13:15:30 UTC nad Indickým oceánem Husband zapnul motory OMS. Raketoplán v tom okamžiku letěl pozadu a vzhledem k zemskému povrchu byl „vzhůru nohama“. Po 2 minutách a 38 sekundách motory ztichly. Teď už nebylo cesty zpět. Raketoplán zpomalil jen o 283 km/h, ale stačilo to, aby se jeho pád „kolem Země“ změnil na pád směrem k zemskému povrchu. Pokud by bylo třeba vrátit se zpět na orbit, Columbia neměla k dispozici dostatek času a paliva. Astronauti si však byli jisti, že jejich stroj je v bezvadném pořádku- minulých šestnáct dní pracoval jako hodinky a občasné závady nebyly nijak vážné. Odpočítávali poslední okamžiky předtím, než se vrátí domů. Ani jeden z nich neměl tušení, že místo toho odpočítávají okamžiky na věčnost…

(článek má pokračování)

Zdroje obrázků:

http://4.bp.blogspot.com/-f6h95XxO5eQ/T740hoWF34I/AAAAAAAACyA/eAZdQe_IXh8/s1600/f-15_shuttle_ground.jpg
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-107/lores/sts107-s-002.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:STS107-Spacehab1.jpg
http://spaceflightnow.com/shuttle/sts107/030201columbia/launchdebris.gif
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:STS-107_launch.jpg

 

Kritické momenty kosmonautiky 25. díl, 2.5 out of 5 based on 31 ratings
Pin It
(Visited 1 979 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (31 votes cast)
(Visited 1 979 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


2 komentáře ke článku “Kritické momenty kosmonautiky 25. díl”

  1. zarni napsal:

    Moc děkuji za všechny články na tomto blogu. Všechny se báječně čtou. Bez výjimky. 🙂
    Ze všeho nejdříve jsem samozřejmě „projel“ kompletně „kritické momenty“, ovšem následně s nezmenšenou chutí i ostatní rubriky. Přeju vám, ať vás to baví a sobě přeju další prima počtení. 🙂

Zanechte komentář