Трагедія у небі над Техасом: чи можна було врятувати екіпаж шатлу «Колумбія»? (8 фото)

23 роки тому, 16 січня 2003 року, з космодрому на мисі Канаверал у свій черговий політ вирушив американський багаторазовий корабель «Колумбія». Це був 28-й його політ у космос. І він став останнім. І для космічного корабля, і для семи членів його екіпажу...





Орбітальний корабель багаторазового використання "Колумбія". Фото: NASA, Public domain, via Wikimedia Commons

Шаттл "Колумбія" був первістком в американській програмі Space Transportation System. Його будівництво почалося 1975 року. 1979 року корабель був доставлений на космодром Космічного центру імені Кеннеді, де аж до квітня 1981 року тривала його підготовка до польоту, призначеного на 10 квітня. Але старт був перенесений ще на 2 дні, тому свій перший космічний політ шатл здійснив 12 квітня 1981 року.

Приречена "Колумбія"

28-й політ «Колумбії» теж добряче затримався – протягом 2-х років старт корабля багаторазово відкладався через різні проблеми. За планом він мав полетіти ще 11 січня 2001 року, але злетів лише 16 січня 2003 року, із сімома астронавтами на борту.

Перед стартом «Колумбія» знаходилася на стартовому майданчику 39 днів, на два тижні довше за звичайний, з яких протягом 23 днів йшли рясні дощі. І якщо вода просочилася в ізоляцію або тріщини навколо неї, це могло призвести до утворення значної кількості льоду, після того як за день до запуску бак заповнили надхолодним воднем і рідким киснем.

Екіпаж «Колумбії»:

- Командир екіпажу - Річард Рік Д. Хасбанд. Полковник ВПС США, астронавт NASA.

- Другий пілот – Вільям «Віллі» К. МакКул. Льотчик-випробувач, астронавт NASA.

- Бортінженер – Калпана Чавла. Науковий співробітник, перша жінка-астронавт NASA індійського походження.

- Фахівець із корисного навантаження – Майкл Ф. Андерсон. Вчений, астронавт NASA.

- Фахівець із зоології – Лорел Б. С. Кларк. Капітан ВМС США, астронавт NASA.

- Науковий фахівець (лікар) – Девід Макдавелл Браун. Льотчик-випробувач, астронавт NASA.

- Науковий фахівець – Ілан Рамон. Перший ізраїльський астронавт NASA.

Доля корабля та його екіпажу було вирішено вже на старті! На 82-й секунді польоту від зовнішнього паливного бака корабля відокремилися кілька шматків теплоізоляційної піни, можливо, покритих льодом, і на величезній швидкості вдарили лівим крилом шатла.

На момент старту цього ніхто не бачив. Навіть під час перегляду відеозапису запуску за дві години співробітники наземних технічних служб не помітили жодних ознак проблеми. Лише наступного дня, при вивченні запису вищої якості, фахівцям Центру управління польотами вдалося побачити, що сталося на старті. І побачене їм не сподобалося… Схоже, що цей швидкоплинний удар пошкодив термостійкі плитки на передній кромці лівого крила «Колумбії», котрі захищають конструкцію корабля від перегріву.

Трагічний ранок лютого

Вранці 1 лютого 2003 року екіпаж «Колумбії», успішно завершивши свою 16-денну місію на орбіті, отримав команду на повернення і приступив до приземлення.

Через 10 хвилин з того моменту, як корабель увійшов у земну атмосферу, на висоті 71 кілометр і на швидкості в 23 рази перевищує швидкість звуку з'явилися перші ознаки біди, що стрімко насувається - по каналах телеметрії пройшов сигнал про різке падіння тиску в колесах лівого шасі.

Приблизно за 200 кілометрів на захід від Далласа з кораблем зник зв'язок. За кілька хвилин до розрахункового часу приземлення "Колумбія" розвалилася на шматки на висоті 61 км у небі над Техасом. З моменту втрати керування кораблем до його руйнування пройшло трохи більше 40 секунд.

Пізніше Слідча комісія з аварії «Колумбії» з'ясувала, що причиною загибелі корабля стали злощасні шматки піни, які відірвалися від бака і вдарили по крилу. В результаті удару з передньої кромки крила відлетіли термостійкі плитки, утворивши пробоїну в теплозахисті розміром не менше 15х20 см. Через неї розігріте при спуску до гігантської температури повітря проникло всередину лівого крила, потім в середню частину фюзеляжу і до лівого колеса основної стійки. Колесо вибухнуло, а гарячий газ буквально пропалював алюмінієву конструкцію крила.

Ланцюжок фатальних випадковостей, чи закономірний результат?

Удари ізоляційної піни по корпусу шатлів під час старту були чимось незвичайним. Подібне вже траплялося неодноразово. Розробники «човників» знали, що шматки піни, що відкололися, можуть пошкодити крихкі термостійкі плитки. Тому спочатку вимоги до конструкції передбачали, що з бака не повинні відокремлюватися великі фрагменти піни, хоча допускалося відділення дрібних частинок, які не могли завдати шкоди термостійким панелям корабля. Але реальні польоти показали інше.

Після першого ж старту шатла в 1981 році з'ясувалося, що корабель під час підйому зазнав «бомбардування» шматками піни з паливного бака. Тоді довелося замінити понад 300 плиток, і інженери зазначили, що якби вони знали, що бак викидатиме стільки піни, то навряд чи дозволили б на старт.



"Колумбія" незадовго до запуску. Червоним відмічено місце на баку, звідки відірвалися шматки піни, і місце на крилі, куди припав удар. Фото: NASA, Public domain, via Wikimedia Commons.

Як пізніше було зазначено у звіті Слідчої комісії, удари шматками піни, що відвалилися, по кораблю відбувалися при більшості запусків шатлів. Але ця проблема, зважаючи на все, не дуже турбувала інженерів і керівників програми. У NASA хоч і розглядали можливість розробки удароміцних термоплиток, але дійшли висновку, що ймовірність втрати шатлу через відокремлення фрагментів піни вкрай низька.

У 1990 були опубліковані результати дослідження, в якому попереджалося, що захисні плитки навколо колісних ніш шатла особливо вразливі для пошкоджень. Саме в ніші лівого шасі під час спуску «Колумбії» було зафіксовано перше підвищення температури.

«Заборонена зйомка»

17 січня 2003 року, наступного дня після запуску «Колумбії», фотогрупа NASA (IPWG) вивчила відеозапис запуску у високій роздільній здатності і виявила, що винятково великий шматок піни вдарив по лівому крилу шатла.

Занепокоєний можливим серйозним пошкодженням термостійких плиток, Боб Пейдж, керівник групи, одразу звернувся до керівництва із проханням зв'язатися з Міністерством оборони для отримання додаткових знімків «Колумбії». Тим часом IPWG повідомила про удар керівникам програми, після чого було створено групу з оцінки пошкоджень (DAT).





Момент удару шматка теплоізоляційної піни на поверхні крила корабля.

Через три дні після першого офіційного засідання DAT член групи Роберт Уайт та співголова DAT Родні Роч самостійно запросили у NASA знімки лівого крила "Колумбії". Проте ці запити було заблоковано іншим співробітником агентства – Ліндою Хем. Вона дізналася про запити, але на підставі консультацій із членами групи управління польотом дійшла висновку, що додаткові фотографії пошкодженого крила не потрібні.

Також вона висловила побоювання з приводу додаткового часу, який би знадобився для переміщення «Колумбії» в положення, сприятливе для зйомки її лівого крила. Ще одним фактором у її вирішенні не робити фотографії пошкодженого крила була поширена серед вищого керівництва NASA думка, що все одно вже нічого не можна зробити, навіть якщо серйозні ушкодження.

"Не варто турбуватися"?

Без знімків лівого крила «Колумбії» спеціалісти групи з оцінки пошкоджень мали мало даних для аналізу. Тим не менш, вони спробували за допомогою комп'ютерної програми Crater оцінити можливу шкоду від удару піною, хоча вона і не була призначена для прогнозування пошкоджень термозахисних плиток.

На підставі отриманого аналізу команда дійшла висновку, що при вході в атмосферу шатл отримає «деякі теплові ушкодження», але не змогла оцінити ступінь цих можливих ушкоджень, і чи можуть вони призвести до порушення структури орбітального корабля.



Наслідки ушкодження системи термозахисту крила. Фото: Ілюстрація зі звіту Слідчої комісії з аварії "Колумбії".

Через тиждень після початку місії «Колумбії», NASA все ж таки повідомило її командира Ріка Хасбанда і пілота Вільяма Маккула про те, що при старті стався удар піною. Однак цей інцидент був представлений як несуттєва проблема. Після опису того, що сталося в повідомленні, говорилося, що «немає побоювань щодо пошкоджень плиток», і уточнювалося, що подібні інциденти вже відбувалися в «кілька інших польотах». Характерно, що цей висновок екіпажу повідомили за два дні до того, як група з оцінки пошкоджень завершила спробу спрогнозувати збитки за допомогою програми Crater.

Екіпажу корабля повідомили, що удар піною навіть не вартий згадки, і їх інформують про це тільки для того, щоб вони не дивувалися, якщо репортери запитають їх про це після повернення на Землю.

Наступного дня командир «Колумбії» Хасбанд відповів керівнику польотів Стівену Стічу: «Дякую, Стіве!».

Вогняний слід у небі Техасу

1 лютого 2003 року «Колумбія» мала повернутися на Землю. Коли шатл пролітав над Каліфорнією о 8:53 за східним стандартним часом, очевидці повідомили про кілька яскравих спалахів світла, які висвітлили його слід.

О 8:59 з орбітального корабля надійшло останнє нерозбірливе повідомлення. О 9:00 численні спостерігачі на Землі побачили, що "Колумбія" буквально розвалюється на частини. Уламки корабля, що димляться, і останки членів екіпажу падали з неба, викликаючи паніку і хаос на Землі.

Останні моменти екіпажу "Колумбії" перед катастрофою. Відео з кабіни корабля лютого 2003 року.

У звіті NASA, опублікованому в 2008 році, зазначено, що перший сигнал тривоги всередині шатлу пролунав лише за чотири секунди до того, як "Колумбія" вийшла з-під контролю. Однак або Рік Хасбанд, або Вільям Маккул залишалися притомними ще 26 секунд, відчайдушно намагаючись врятувати екіпаж.

"Смерть" на продаж

Відразу після руйнування шатлу «Колумбія» тисячі уламків орбітального корабля впали на території Техасу та Луїзіани. Незважаючи на спроби місцевої поліції не підпускати людей до місць їхнього падіння, фрагменти, заявлені як частини «Колумбії», вже за кілька годин після події з'явилися на eBay. Через два дні там вже було розміщено понад 1 500 подібних оголошень, що викликало невдоволення NASA.

Космічне агентство заявило, що будь-які частини загиблого корабля є власністю уряду США, а особи, викриті у зберіганні уламків, можуть бути звинувачені як у крадіжці, так і у перешкоджанні урядовому розслідуванню.



Пам'ятний плакат на честь екіпажу корабля, що загинув. Фото: NASA. Емі Ломбардо, Public domain, via Wikimedia Commons.

У результаті eBay почав видаляти всі аукціони, пов'язані з уламками «Колумбії», і ще раз підтвердив, що такі продажі заборонені. Однак це не завадило появі нових аукціонів із продажу пам'ятних речей, пов'язаних з останньою місією шатлу – нашивок та фотографій екіпажу тощо.

Збір уламків та нова трагедія

Щоб зібрати якнайбільше фрагментів «Колумбії», уряд США 5 лютого оголосив триденний період амністії, протягом якого будь-яка людина могла здати уламки без наслідків.

Величезна територія, на якій були розкидані уламки «Колумбії», зажадала масштабних пошукових робіт із залученням повітряних і наземних груп.



Зона розкиду уламків «Колумбії» над Техасом та Луїзіаною. Фото: Офіс Національної метеорологічної служби, Шрівпорт, Луїзіана., Public domain, via Wikimedia Commons.

Під час пошуку та збору уламків у Техасі зазнав катастрофи гелікоптер. Внаслідок цієї аварії загинули ще двоє людей – пілот вертольота Жуль Френсіс «Базз» Мієр та спеціаліст з авіації Лісової служби Техасу Чарльз Кренек. Три співробітники Космічного центру Кеннеді Річард Ланге, Ронні Дейл та Метт Чачер отримали тяжкі поранення.

Пошук фрагментів корабля продовжувався кілька місяців. До кінця березня вдалося зібрати близько 84 тисяч фрагментів, що становило близько 38% усієї маси корабля.

Сценарії порятунку, які так і не були реалізовані

Після трагічної події багато дослідників неминуче запитували «мільйон доларів»: а чи можна було врятувати корабель чи хоча б його екіпаж?

Деякі експерти дотримувалися думки, що якби пошкодження лівого крила були вчасно виявлені та грамотно оцінені, то порятунок екіпажу міг бути можливим.

Обговорювалося три гіпотетичні сценарії порятунку екіпажу:

Полегшити корабель та знизити траєкторію зниження корабля. Розрахунки показували, що це може зменшити швидкість при вході в щільні шари атмосфери і тим самим знизити теплове навантаження на конструктивні елементи корабля. Для зниження маси пропонувалося злити до мінімуму паливо, «позбутися» лабораторії «Спейсхаб» та частини іншого обладнання – це дозволило б зменшити масу корабля приблизно на 14 тонн.

Астронавти "Колумбії" самостійно усувають пошкодження корабля. Але цей варіант був дуже утопічним. На борту не було ні обладнання, ні матеріалів для такого ремонту. До того ж, за деякими даними, не було і скафандрів, у яких можна було б проводити такі роботи у відкритому космосі. Пропонували навіть зовсім екзотичний варіант – пробоїну у теплозахисті заткнути пакетом із водою та закріпити його на крилі тефлоновою стрічкою.

Евакуація екіпажу за допомогою шатлу «Атлантіс». Для цього він мав би стартувати на 20 днів раніше запланованої дати. Були розрахунки, які показували, що якби екіпаж аварійного корабля з перших днів польоту економно використовував витратні матеріали (включаючи поглиначі вуглекислого газу), він міг би залишатися на орбіті на 2 тижні довше, ніж було заплановано – аж до 15 лютого – до того моменту, поки не прилетить.

Старт «Атлантису» спочатку планувався на 1 березня, але якби роботи з його підготовки до старту розпочалися 16-17 січня і велися інтенсивніше, то він міг би бути безпечно запущений вже 10 лютого – за п'ять днів до останнього терміну, відведеного екіпажу «Колумбії». І погодні умови з 10 до 15 лютого дозволяли здійснити такий запуск. У цьому випадку після зустрічі на орбіті двох шатлів екіпаж «Колумбії» мав би перейти на «Атлантіс» з переходом через відкритий космос... Цей варіант теж не гарантував успіху, але Шон О'Кіф, керівник NASA, заявив, що дозволив би екстрений старт рятувального корабля, якби знав, що екіпа.



Моделювання евакуації екіпажу "Колумбії" на борт космічного корабля "Атлантіс". Фото: Ілюстрація зі звіту Слідчої комісії з аварії "Колумбії".

Але історія не терпить умовного способу, тому все сталося так, як сталося.

Відставки, реформи та кінець ери Space shuttle

Загибель «Колумбії» стала однією з найтрагічніших подій в історії NASA і мала серйозні наслідки для агентства. Ця катастрофа була порівнянна з катастрофою шатла «Челленджер», що сталася 17 років до цього, і стала каталізатором процесу завершення програми багаторазових космічних кораблів.

Після цієї трагедії у розпорядженні NASA залишалися ще три «човники» – «Діскавері», «Атлантіс» та «Ендевор», але їх польоти були припинені до результатів розслідування та доопрацювання систем безпеки. А в 2011 році програма Space shuttle взагалі була закрита.

Катастрофа «Колумбії» завдала серйозного удару по репутації NASA. Агентство зазнало жорсткої критики за недбалість і неефективне управління. Комісія з розслідування катастрофи виявила серйозні проблеми у його організаційній культурі та управлінні. У звіті комісії зазначалося, що космічне агентство ігнорувало проблеми з теплозахистом, про які було давно відомо – випадки відриву теплоізоляції під час запуску шатлів відбувалися і раніше (1983, 1990, 1992 та 2002 років), але їм не надавали належного значення.



Зібрані уламки шатлу. Фото: NASA, Public domain, via Wikimedia Commons

Комісія наголосила, що в NASA існувала корпоративна культура, за якої ті чи інші побоювання фахівців часто не сприймалися всерйоз, а канали зв'язку між підрозділами були фактично заблоковані. Також критикували систему прийняття рішень – зокрема керівництво не відреагувало на запити інженерів про додатковий огляд пошкоджень і не сприяло отриманню зображень «Колумбії» для якісної оцінки збитків.

Трагедія спонукала NASA переглянути підходи до безпеки польотів. Шаттли стали оснащуватися необхідними інструментами та матеріалами, що дозволяють зробити ремонт аналогічних пошкоджень прямо на орбіті. А також при наступних стартах «човників» стали напоготові тримати корабель зі скороченим екіпажем – для виконання «рятувальної» місії у разі виникнення аварійних ситуацій.

В рамках реформ було створено незалежні структури з нагляду за безпекою, як рекомендувала комісія з розслідування. Було переглянуто підходи до навчання астронавтів та підготовки до місій.

Декілька керівників агентства, які відповідали за програму Space Shuttle, було відсторонено від роботи або переведено на інші посади. А в наступні два роки для доставки своїх екіпажів на МКС були змушені покладатися виключно на інші космічні кораблі.

ПС

Після дворічної перерви у польотній програмі Space shuttle у липні 2005 року на орбіту вирушив шатл «Діскавері». І цей політ теж міг закінчитись трагедією. Після того, як від корабля відокремилися твердопаливні прискорювачі, із зовнішнього бака знову відірвався великий шматок теплоізоляційної піни... Але цього разу пощастило – потоком повітря віднесло його від корабля і удару по його корпусу не сталося. Виходить, що мільярдні інвестиції у розробку та впровадження нових підходів до забезпечення безпеки польотів, нові регламенти, нові вимоги тощо – все це було марно?