(převzato z L+K 7/87 se souhlasem Mgr.A.Vítka)
ROK PO KATASTROFĚ
Mgr. Antonín Vítek, CSc., Ing. Josef Krupička, CSc.
"V
pořádku, pokračujeme na plný tah!"
To byla poslední slova, která zaslechli pracovníci řídicího střediska
od Francise Scobeeho, velitele Challengeru, při posledním letu tohoto raketoplánu.
Od havárie (viz L + K 62, 1986, č: 10, s. 381)
uplynul již více než rok, ale americká kosmonautika se z tohoto šoku dosud
plně nevzpamatovala.
Dva měsíce po havárii dokončila svoji činnost Rogersova vyšetřovací
komise. Došla k závěru, že prapříčinou havárie byla zásadně chybná konstrukce
spojů mezi segmenty startovacích motorů SRB. U pravého motoru začaly nedokonalým
spojením pronikat žhavé produkty hoření a jejich teplota - přes 3000 °C
- způsobila propálení stěny a poškození závěsů pravého motoru SRB. Zároveň
došlo i k poškození stěny odhazovací nádrže, což vedlo k výbuchu kapalného
kyslíku a vodíku, který obsahovala.
Ke
zničení konstrukce orbitální části raketoplánu však při explozi nedošlo.
Raketoplán náhle oddělený ve výši asi 14,6 km pouze prudce zvedl svůj nos
a aerodynamické síly mu při rychlosti asi M = 2 odervaly obě poloviny křídla.
Potom už došlo k rozpadu trupu, od něhož se oddělila motorová sekce a kabina
s osádkou. Kabina sama zůstala neporušena až do okamžiku dopadu na vodní
hladinu.
Interní vyšetřovací komise NASA po ohledání těl kosmonautů vylovených
z moře vydala toto prohlášení: "Příčina smrti osádky Challengeru nemohla
být jednoznačně stanovena. Síly, kterým byli kosmonauti během destrukce
raketoplánu vystaveni, nejspíše nestačily k tomu, aby způsobily jejich
smrt nebo těžká zranění. Osádka pravděpodobně, nikoliv však zcela jistě,
ztratila vědomí během několika sekund po rozpadu raketoplánu, a to v důsledku
ztráty atmosférického tlaku uvnitř kabiny."
Tato poslední věta zprávy je problematická, jak dále uvidíme.
Na vyloveném magnetofonovém pásku palubního nahrávače, který zaznamenává
hovory mezí členy osádky (není tedy obdobou "černé skříňky",
kterou raketoplány nejsou vybaveny), je jako poslední záznam zachycen překvapený
výkřik pilota Michaela Smitha. Z toho lze usuzovat, že členové osádky si
přinejmenším uvědomili nastávající katastrofu. Záznam dalších projevů byl
znemožněn přerušením dodávky proudu.
Podle dr. Kerwina, lékaře-kosmonauta, jenž vedl vyšetřování příčiny
smrti osádky Challengeru, postačilo zrychlení způsobené explozí k oddělení
kabiny od trupu a k odlomení předního modulu motorů RCS včetně nádrží na
pohonné hmoty. Velikost zrychlení ve vertikálním směru se odhaduje na 12
až 20g, ovšem už po 2 s došlo k jeho snížení pod hodnotu 2g. Podle názoru
lékařů jsou uvedené hodnoty zrychlení pro lidský organismus snesitelné
a neměly by být příčinou smrti.
Kabina se po odtržení převrátila přední částí dolů, přičemž velmi rychle
došlo k jejímu aerodynamickému brzdění. V méně než deseti sekundách se
ocitla ve stavu beztíže. Setrvačností ovšem pokračovala v letu vzhůru,
takže asi 25 s po explozi dosáhla maximální výše téměř 20 km. Za letu se
jen pomalu převracela. Její let od okamžiku katastrofy do dopadu na vodní
hladinu trval podle podrobných výpočtů 2 min 45 s. Náraz při rychlosti
330 km/h ji těžce poškodil a v každém případě byl konečnou příčinou smrti
kosmonautů.
Zdemolování kabiny způsobené střetnutím s vodní hladinou zcela zamaskovalo
případné poškození při vlastní explozi. Zdá se však, že stěny kabiny výbuch
odhazovací nádrže vydržely. Jejich jediným zranitelným místem byla okna,
i ta však mohla být proražena pouze přímou kolizí s nějakou větší troskou
konstrukce. V případě proražení oken by osádka uvnitř kabiny byla ztratila
vědomí během 6 až 15 s explozívní dekompresí.
Při průzkumu trosek se však našly čtyři ze sedmi nouzových dýchacích
přístrojů PEAP, které ovšem měly kosmonautům posloužit jen při pozemním
opouštění kabiny v případě, že osádka musela projít oblakem jedovatých
plynů (zplodiny hoření nebo oxid dusičný). Tři z těchto čtyř nalezených
přístrojů byly aktivovány a dva z nich měly spotřebován vzduch ze 75 až
90 %. Toto množství zhruba odpovídá době letu kabiny volným pádem. Je zcela
vyloučeno, že by se dýchací přístroje mohly spustit samovolně, takže lze
vyvodit, že někteří členové osádky po explozi zaregistrovali přerušení
dodávky kyslíku ze zásob raketoplánu a aktivovali dýchací přístroje. Systém
PEAP ovšem není přetlakový, takže v případě dekomprese v kabině by nezabránil
ztrátě vědomí a zadušení.
Vraťme se však k technickým problémům. Rogersova komise - plné znění
textu její závěrečné zprávy nebylo zveřejněno - pouze konstatovala všeobecné
příčiny havárie. Konkrétní technická opatření pro budoucnost ponechala
na vedení NASA.
V prvé řadě bylo rozhodnuto, že dojde k překonstruování spojů mezi jednotlivými
segmenty motorů SRB. Každý spoj má být zesílen dalším prstencem, do něhož
přijde ještě třetí těsnicí kroužek. Současně se změní i tvar vnitřní izolace
stěny spalovací komory v blízkosti spoje, takže mezi jednotlivými články
nebude žádná štěrbina, vyplňovaná v dosavadním řešení speciálním tmelem.
Nová konstrukce spoje zaručí těsnost již v okamžiku sestavení, zatímco
dříve došlo k utěsnění teprve v průběhu zažíhání motorů SRB.
Vedení NASA současně vyzvalo ostatní výrobce velkých motorů na tuhé
pohonné hmoty, aby vypracovali alternativní řešení. Jako první se přihlásila
firma Aerojet General Corp. Navrhla použít stávající spalovací komory -
ovšem smontované již ve výrobním závodě, ještě před naplněním tuhou pohonnou
hmotou (TPH). Sestavená spalovací komora by byla po celém vnitřním povrchu
opatřena tepelnou izolací, takže po jejím vytvrzení by šlo odlít zrno TPH
v celku, v celé délce motoru. Technici firmy Aerojet poukazují na to, že
ve spojích segmentů původních motorů SRB, které byly spojovány v závodech
Morton Thiokol před odléváním zrna (odlévaly se vždy dvousegmentové díly
v celku) nebyly při poletových prohlídkách nalezeny žádné závady.
Výhoda návrhu firmy Aerojet by spočívala jednak ve využití již vyrobených
spalovacích komor a navíc by nedošlo ke zvýšení mrtvé hmotnosti motorů
SRB, což by jinak vedlo ke snížení nosnosti raketoplánu.
Firma Aerojet by při svých zkušenostech s výrobou velkých motorů na
tuhá paliva mohla první motory nového typu dodat již koncem tohoto roku.
K jejich dopravě na Kennedy Space Center by sloužila speciální loď o délce
55 m a šíři 15 m.
O možnosti záchrany osádky v případě podobné havárie, jaká postihla
Challenger, byly vedeny rozsáhlé diskuse. Rozbory však prokázaly, že stoprocentní
bezpečnost kosmonautů v žádném případě zaručit nelze. Všechny další úpravy
raketoplánu budou ovšem směřovat ke zvýšení bezpečnosti jeho provozu, stejně
jako je tomu u lodní nebo letecké dopravy. Tragický konec sedmi obětí katastrofy
dosti nelogicky prohloubil odpor části americké veřejnosti proti raketoplánům.
Zejména aspekt převést veškerý kosmický provoz na raketoplán se ocitl v
palbě nejostřejší kritiky. Odpůrci systému STS poukazují na to, že používání
raketoplánu k vypouštění družic nemá smysl, už jen proto, že např. západoevropská
raketa Ariane je schopna soutěžit s raketoplánem i z ekonomického hlediska.
Význačným odpůrcem programu STS byl i objevitel radiačních pásů Země, prof.
James van Allen.
Bez ohledu na rozdílnost, názorů je od okamžiku katastrofy Challengeru
jasné, že strategie závislosti na jediném nosném kosmickém prostředku -
raketoplánu - je pro USA neudržitelná. Idea využívání klasických nosných
raket, který by zajišťovaly dopravu těles do vesmíru souběžně s raketoplánem,
opět vystoupila do popředí. Náměstek ministra obrany USA pro vojenské letectvo
Edward C. Aldridge např. odhadl, že USAF nestihnou vypustit 15 vojenských
družic, zůstane-li raketoplán mimo provoz 18 měsíců (což byl nejoptimističtější
odhad NASA krátce po havárii), případně i 22 satelitů, jestliže výpadek
potrvá úplné dva roky, což je současný předpoklad. Navíc bude mít NASA
k dispozici prozatím jen 3 raketoplány, což ve spojeni s jejich méně častým
startem znamená pronikavé snížení kapacity systému.
Z toho důvodu požádala vláda USA o uvolnění prostředků na zakoupení
dalších třinácti nosných raket typu Titan 34D-7 (kromě deseti do té doby
již objednaných). Navíc požaduje USAF ještě 12 nosičů střední kategorie.
Tyto zakázky vedly přirozeně ke zvýšení aktivity leteckokosmického průmyslu,
neboť z finančního hlediska představují částku zhruba čtyř miliard dolarů.
Zájem o klasické nosné rakety ovšem neznamená, že by se vojáci zcela
distancovali od raketoplánu. Naopak, Aldridge podpořil žádost NASA o uvolnění
finanční částky na pořízení nového raketoplánu, "neboť pro řadu úkolů,
zejména těch, jež jsou spojeny s programem SDI (hvězdných válek) je raketoplán
zcela nezbytný". Při sníženém počtu těchto kosmických dopravních prostředků
by Pentagon v případě nutnosti musel "zrekvírovat" celou kapacitu
transportního systému STS, což by ho vystavilo nemilosrdné kritice veřejnosti.
Naproti tomu úřad pro rozpočet (OMB) se tvrdě postavil proti těmto finančním
nárokům NASA a USAF, protože neustále zápasí s problémy deficitu státního
rozpočtu. OMB poukázal na okolnost, že čtyřčlenná flotila raketoplánů létala
často s poloprázdným nákladovým prostorem a že katastrofa Challengeru rozhodně
odradí řadu potenciálních zájemců o raketoplán. "Jen samotné uvedení
raketoplánů do opětovného provozu pohltí půl miliardy dolarů," tvrdí
OMB. "Čtyři miliardy budou stát klasické rakety a teď ještě 2,8 miliardy
na záložní raketoplán?!"
Stavba náhradního raketoplánu se však nakonec přece jen prosadila. Jazýčkem
na vážkách se zřejmě stala plánovaná americká kosmická stanice. I když
původní projekt byl na nátlak řady činitelů do značné míry zredukován,
vyžádá si její stavba a provoz značné množství startů STS. Koncepce tzv.
dvoukýlové konstrukce zůstala sice zachovaná, avšak jádro stanice při jejím
uvedení do provozu bude tvořeno pouze jedním nosníkem, kolem jehož středu
se rozmísti obytné a laboratorní moduly a na jehož konci budou upevněny
panely se slunečními bateriemi. Během osmi let budování a využívání stanice
se počítá nejméně s 31 startem raketoplánu. Stavba by měla být zahájena
v roce 1993 a první krátkodobý pobyt v jejich prostorách je plánován na
počátek roku 1994, po páté montážní expedici. Trvalého provozu by mělo
být dosaženo po sedmém nebo osmém letu, v polovině roku 1994. Dodržení
termínů i frekvence letů je však možno docílit pouze se čtyřčlennou flotilou
raketoplánů.
Díky společnému tlaku NASA i USAF prezident Reagan schválil stavbu nového
raketoplánu 15. srpna minulého roku a současně požádal Kongres o uvolnění
272 miliónů dolarů nad stávající rozpočet NASA na finanční rok 1987. Na
objednávky však může být v letošním roce z této částky přímo proplaceno
pouze 139 miliónů.
Práce na stavbě nového raketoplánu zahájila firma Rockwell International
již 1. října 1986, ale i s využitím stávajících náhradních dílů nebude
čtvrtý člen flotily k dispozici dříve než v roce 1991.
Prezident Reagan také oznámil, že NASA nebude nadále nabízet svoje služby
pro vypouštění komerčních družic. Starty telekomunikačních družic převezmou
soukromé firmy, které je budou vypouštět pomocí klasických nosných raket.
NASA se přednostně soustředí na služby pro státní organizace USA, především
pro ministerstvo obrany. Ostatní zájemci mohou počítat s její spoluprací
jen v případě volné kapacity nákladového prostoru raketoplánu nebo v případě
takových nákladů, které nelze dopravit do kosmického prostoru pomocí raket.
Aktualizováno : 07.05.1997
[ Obsah | Pilotované
lety | STS | STS-51L
| Katastrofa STS-51L v L+K ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/pil_lety/usa/sts/sts-51l/51l_lk1.htm)
