Alkuperäisessä sarjamme 5 vuotta sitten aiheesta ”13 asiaa, jotka pelastivat Apollon 13”, ensimmäinen aihe, josta keskustelemme, oli räjähdyksen ajoitus. Kuten NASA-insinööri Jerry Woodfill kertoi meille, jos säiliö halusi räjähtää ja miehistö aikoi selviytyä koettelemuksesta, räjähdys ei olisi voinut tapahtua paremmalla hetkellä.
Räjähdys aiemmin operaatiossa (olettaen, että se olisi tapahtunut Apollo 13: n poistuessa Maan kiertoradalta) olisi tarkoittanut, että etäisyys ja aika takaisin Maahan olisi ollut niin suuri, ettei siellä olisi ollut riittävästi voimaa, vettä ja happea miehistön selviytyäkseen. Räjähdys myöhemmin, ehkä sen jälkeen, kun astronautit Jim Lovell ja Fred Haise olivat jo laskeutuneet kuun pintaan, ja kaikki kolme miehistön jäsentä eivät olisi voineet käyttää kuunlaskua pelastusveneenä. Lisäksi kahta avaruusalusta ei todennäköisesti olisi pystytty telakoimaan takaisin toisiinsa ja ilman laskeutumisvaiheen kuljetettavia tarvikkeita (paristot, happi jne.), Jotka olisivat jääneet Kuulle, mikä olisi ollut hedelmätöntä pyrkimystä.
Nyt seuraavan sarjamme ensimmäisessä artikkelissamme “13 LISÄÄ Asioita, jotka pelastivat Apollon 13”, aiomme tarkistaa uudelleen tämän ajankohdan, mutta tarkastelemme yksityiskohtaisemmin MIKSI räjähdys tapahtui, kun se tapahtui, ja miten se vaikutti pelastamiseen. miehistön. Vastaus löytyy paineanturin vikaantumisesta happisäiliössä 2, mikä ei liity räjähdyksen aiheuttaneisiin säiliön eristämättömiin johtoihin.
Suurin osa Apollo 13: n tarinaan perehtyneistä tuntee räjähdyksen syyn, jonka myöhemmin määritteli onnettomuustutkintakomitea, jota johtaa Langleyn tutkimuskeskuksen johtaja Edgar Cortright.
Tankki oli pudonnut viisi vuotta ennen Apollo 13: n lentoa, eikä kukaan tajunnut, että happisäiliön tuuletusputki oli puristettu linjasta. CDDT-testin (CDDT) jälkeen, joka tehtiin 16. maaliskuuta 1970, kun kaikkia järjestelmiä testattiin, kun Apollo 13 -aluksen alusta istui Saturn V -raketin yläpuolella laukaisupöydällä, kylmä nestemäinen happi ei tyhjenisi Oxygen Tank 2: sta läpi. tuo viallinen tuuletusputki.
Normaali lähestymistapa oli kaasumaisen hapen käyttö nestemäisen hapen työntämiseksi säiliöstä ilmausputken läpi. Koska tämä ei toiminut, teknikot päättivät, että helpoin ja nopein tapa tyhjentää nestemäinen happi on keittää se pois säiliön lämmittimillä.
"Jokaisessa happisäiliössä oli lämmittimet ja polkupyörätuuletin", Woodfill selitti. Lämmitin ja tuuletin (sekoitin) rohkaisivat osaa kylmää nestettä 02 muuttumaan korkeamman paineen 02 kaasuksi ja virtaamaan polttokennoihin. Tuulettimeksi, joka tunnetaan myös nimellä kryo-sekoitin, saatiin virta aina, kun lämmitin käynnistettiin. Tuuletin sekoitti nestettä 02 varmistaakseen, että sen tiheys oli tasaisesti tasainen. "
Lämmittimen suojaamiseksi liian kuumalta kytkimen kaltainen rele, jota kutsutaan releeksi, katkoi lämmittimen virran milloin tahansa, kun lämpötila ylitti 80 astetta F. Lisäksi oli lämpötilamittari, jota maan teknikot pystyivät seuraamaan, jos lämpötila ylitti 80 astetta F.
Alkuperäinen Apollon avaruusalus toimi 28 voltilla sähköä, mutta vuoden 1967 tulipalon jälkeen Apollon 1 Launchpad-tulipalon jälkeen Apollon avaruusaluksen sähköjärjestelmiä oli muokattu käsittelemään 65 volttia ulkoisesta maatestauslaitteesta. Valitettavasti pyökki, säiliön valmistaja ei onnistunut vaihtamaan tätä säiliötä, ja lämmittimen turvakytkin oli edelleen asetettu 28 voltin toimintaan.
"Kun lämmitin käynnistettiin säiliön tuulettamiseksi, korkeampi jännite" sulautti "releen koskettimet siten, että kytkin ei voinut katkaista virtaa, kun säiliön lämpötila ylitti 80 astetta F (27 ° C)", sanoi Woodfill.
Lisäksi maan testipaneelin lämpötilamittari meni vain 88 asteeseen F (29,5 C), joten kukaan ei ollut tietoinen tästä liiallisesta kuumuudesta.
"Tämän seurauksena", sanoi Woodfill, "lämmitin ja sitä käyttävät johdot saavuttivat arviolta noin 538 ° C: n lämpötilan, joka on riittävän kuuma sulamaan teflon-eristys lämmittimen johtoihin ja jättämään osan niistä paljaiksi. . Paljaat johdot tarkoittivat oikosulku- ja räjähdysmahdollisuuksia, koska nämä johdot upotettiin nestemäiseen happea. "
Koska säiliö oli pudonnut ja koska sen lämmittimen rakennetta ei ollut päivitetty 65 voltin toimintaan, säiliö oli virtuaalipommi, Woodfill sanoi. Aina kun näihin lämmittimiin käytettiin virtaa sekoittamaan säiliön nestemäistä happea, räjähdys oli mahdollista.
Kellonaika 55:54:53 Mission Elapsed Time (MET), miehistöä pyydettiin sekoittamaan happisäiliöitä. Silloin Oxygen Tank 2: n vaurioituneet johdot oikosivat ja eristys syttyi. Tuloksena syntynyt tulipalo nosti paineen nopeasti nimellisrajansa (1000 psi) (7 MPa) yli ja joko säiliö tai säiliön kupu epäonnistui.
Mutta takaisin happisäiliön 2 mittausanturiin. Ymmärrettävästä syystä anturi epäonnistui Apollo 13 -lennon alkuvaiheessa. Ennen laukaisua Tank 2 -anturianturia valvottiin sisäisessä telemetriajärjestelmässä, ja se ilmeisesti toimi täydellisesti.
"Koettimen epäonnistuminen avaruudessa on ehkä tärkein syy Apollo 13: n miehistön asumiseen", sanoi Woodfill.
Tässä selitys miksi Woodfill esittää väitteen.
Woodfillin Apollo 13: n tutkimukset osoittivat, että tavanomaisessa toimintamenetelmässä (SOP) Mission Control pyysi kryojen sekoittamista noin joka 24. tunti. Apollo 13 -operaatiota varten ensimmäinen sekoitus tuli noin 24 tuntia operaatioon (23:20:23 MET). Tavallisesti seuraavaa kryo-sekoitusta vaaditaan vasta 24 tuntia myöhemmin. Lämmitin-kryo-sekoitusmenettely suoritettiin määrän mittarin tarkkuuden ja järjestelmän asianmukaisen toiminnan varmistamiseksi poistamalla O2-kerrostuminen. Anturi lukee tarkemmin, koska sekoitus muutti nestemäisen hapen yhtenäisemmäksi ja vähemmän kerrostuneeksi. Ensimmäisen sekoituksen jälkeen ilmoitettiin 87% jäljellä olevasta hapen määrästä, hiukan edellä odotuksia. Seuraava sekoitus tapahtui päivää myöhemmin, noin 46:40 MET.
Tämän toisen lämmittimen-kryo-sekoituksen aikana Oxygen Tank 2: n määrän anturi epäonnistui. Tutkimuskomitean suorittama virkamatkan jälkeinen analyysi osoitti, että vika ei liittynyt paljaisiin lämmittimen johtoihin.
Menetys kyvystä seurata happitankki 2: n määrää aiheutti operaation ohjauksen radiossa miehistölle: ”(Koska määrän anturi epäonnistui), pyydämme sinua sekoittamaan kryoita kuuden tunnin välein auttaaksemme mittaamaan, kuinka paljon 02 on säiliö 2. ”
Mission Control päätti kuitenkin suorittaa jonkin verran analyysiä Tank 2: n tilanteesta esittämällä uutta sekoitusta, ei 53 tunnin MET: ssä, vaan 47:54:50 MET: ssä ja vielä kerran 51:07:41. Koska toinen happisäiliö, säiliö 1, osoitti matalaa painetta, molempia säiliöitä sekoitettiin 55:53: ssa.
"Laske esiintymisen jälkeisten ehtojen määrä", Woodfill sanoi. ”1. klo 23:20:23, 2. klo 46:40, 3. klo 47:54:50, 4. klo 51:07:44 ja 5. klo 55:53. Noihin paljaisiin lämmittimen johtoihin oli viisi sovellusta. Kolme viimeistä tapahtui vain 8 tunnin jakson aikana 72 tunnin sijaan. Jos ei olisi tapahtunut Tank 2: n mittausanturin uhkaamatonta vikaantumista ja O2 Tank 1: n matalapainetta, niin ei olisi tapahtunut. "
Woodfill selitti, että jokainen, joka on analysoinut laitteistovirheitä, ymmärtää, että viallisen komponentin toimintojen välinen useampi ja lyhyempi aika nopeuttaa lopullista vikaa. NASA suorittaa stressitestien suorittamisen satojen sähköjärjestelmien kanssa tätä lähestymistapaa käyttämällä. Useammat käynnistykset lyhyemmillä aikaväleillä rohkaisevat virheellisiä järjestelmiä rikkoutumaan nopeammin.
Oikosulku happea säiliössä 2 viidennen lämmittimen-kryo-sekoituksen jälkeen johti Apollo 13: n happisäiliön 2 räjähdykseen. Jos normaali virranjakso oli suoritettu 24 tunnin välein, ja epäonnistuminen tapahtui viidennen sekoituksen jälkeen, räjähdys olisi tapahtunut sen jälkeen, kun kuutamoduuli, pelastusvene, ei ollut enää käytettävissä.
"Väitän, että määräanturin toimintahäiriöt olivat viattomia, ja vakuutin, että maa-alue on läsnä ja täysin polttoaineena katastrofin aikaan", Woodfill sanoi.
Viisi lämmitinkäyttöä 24 tunnin jaksoilla on 120 tunnin MET.
"Kuunlaskuri olisi lähtenyt Kuun suuntaan 103,5 tunnissa operaatioon", Woodfill sanoi. ”120 tunnin matkalla operaatioon Lovellin ja Haisen miehistö olisi herännyt nukkumisjaksostaan valmistuttuaan ensimmäisen kuun kävelyretkensä kahdeksan tuntia ennen. He saivat kiireellisen puhelun Jack Swigertiltä ja / tai Mission Controlilta, että jotain oli väärin äitilaivan kanssa, joka kiertää Kuua. "
Lisäksi Woodfill oletti, että Swigertin aluksen ongelmien analysointia todennäköisesti peittäisi hänen kaksi miehistötoveriaansa poissaolo kuun pinnalla. Lisäohjeita operaation hallintaan olisi ollut viestinnän keskeytyminen joka kerta, kun komentoalus meni Kuun taakse, keskeyttämällä telemetria, joka on niin tärkeä vian analysoinnissa. Kun käy ilmi, kryogeeninen järjestelmä ei enää tuottaisi happea, vettä ja sähköä, kyseiset komentoyksikön hätäakut olisivat aktivoituneet. Todennäköisesti Mission Control olisi tilannut kuukautislaskun keskeytyksen aikaisemmin, mutta se olisi tietysti turhaa. Jos pienen laskeutumislaitteen nouseva vaihe olisi annosteltu ja telakoitettu tyhjennetyllä CM: llä, kaikki elämää tukevat laskeutumisvaiheen tarvikkeet jäävät Kuulle.
"Painajainen saisi Apollo 13-miehistön sanomaan viimeiset jäähyväiset perheilleen ja ystävilleen", sanoi Woodfill. "Voidaan vain spekuloida, kuinka loppumme olisi saattanut tulla."
Ja siellä ei todennäköisesti olisi ollut Apollon 14, 15, 16 ja 17 - ainakaan kovin kauan.
Toinen näkökohta räjähdyksen ajoitukseen, jota Woodfill on harkinnut, on, miksi säiliö ei räjähtää Launchpadilla?
Maaliskuun 16. päivän CDDT: n jälkeen ylimääräistä "käynnistystä" tai testejä ei suunniteltu. Ei kuitenkaan ole harvinaista, että uudelleen käynnistämistä edeltävä uudelleenvahvistus suoritetaan.
"Yksi tällainen uudelleentarkastelu olisi voinut helposti olla nämä lämmittimen piirit, koska niitä oli käytetty epästandardilla tavalla hapen tyhjentämiseen kryosäiliöistä viikkoa aikaisemman lähtölaskentatestin (CDDT) jälkeen", Woodfill sanoi. "Tällainen uudelleen tekeminen tapahtuu usein lukemattomista syistä. Apollo 13: lle, vaarannetusta järjestelmästä huolimatta, mitään ei tapahtunut ennen kuin alus oli turvallisesti matkalla kuuhun. "
Tällainen rutiininen kryo sekoittamiseen liittyvä uudelleentestaus olisi kuitenkin tietoisesti vaarannut kantoraketin, tukihenkilöt tai astronautin miehistön.
Tai jos määräanturi olisi epäonnistunut kentällä, todennäköisesti KSC: n maajoukkue olisi suorittanut samanlaisen vianmäärityksen kuin Mission Control ja Apollo 13-miehistö.
Jos anturi olisi epäonnistunut tuolloin, sarja lämmittimen toimintoja / sekoituksia olisi suoritettu laitteen vianmääritykseen.
"Tietysti tuloksena olisi ollut samanlainen räjähdys melkein 55 tuntia 55 minuuttia laukaisun jälkeen", Woodfill sanoi. "Maassa Apollo 13-räjähdys olisi saattanut viedä Lovellin ja miehistön hengen, jos ongelmaammat olisi tehty, kun miehistö odotti laukaisua."
Jos ongelmanratkaisu olisi tehty aiemmin, useilla lämmittimen toimilla / sekoituksilla päiviä ennen laukaisua, Woodfill sanoi, ”hirvittävän ihmishenkien menetyksen olisi aiheuttanut mahdollisesti joukko omistautuneita Kennedy Space Center -ilmailualan työntekijöitä, jotka yrittivät rohkeasti korjaa ongelma. Ja kohoava kolmekymmentäkuusi tarinaa Saturn 5 olisi romahtanut maanpuolelle tulenpallossa, joka muistuttaa Yhdysvaltain Vanguard-raketin joulukuun 1957 kaatumista. "
"Kyllä, se, että Oxygen Tank 2 -anturianturi ei epäonnistunut käynnistyslevyllä, mutta epäonnistui lennon varhaisessa vaiheessa, oli yksi lisäasia, joka pelasti Apollo 13: n."
Tämän sarjan lisäartikkeleita, jotka on nyt julkaistu:
Osa 4: Varhainen maahantulo maahan
