В нашій оригінальній серії 5 років тому на темі "13 речей, які врятували Аполлона 13", першим пунктом, про який ми говорили, був момент вибуху. Як сказав нам інженер NASA Джеррі Вудфілл, якщо танк розірветься, а екіпаж переживе випробування, вибух не міг би статися в кращий час.
Вибух раніше в місії (якщо припустити, що це сталося після того, як Аполлон 13 покинув орбіту Землі) означав би, що відстань і час повернутися на Землю були б такими великими, що не було б достатньої потужності, води та кисню для екіпаж для виживання. Пізніше вибух, можливо, після того, як космонавти Джим Ловелл і Фред Хейз вже спустилися на поверхню місяця, і всі троє членів екіпажу не змогли б використати місячну посадку як рятувальну шлюпку. Крім того, два космічні апарати, швидше за все, не могли б з'єднатись назад, і без залишків на Місяці витратних матеріалів на спуску (батареї, кисень тощо), які були б безрезультатними.
Тепер, для нашої першої статті в наступній серії "13 БІЛЬШИХ речей, які врятували Аполлона 13", ми переглянемо цей термін, але детальніше розглянемо, ЧОМУ вибух стався, коли він стався, і як це вплинуло на порятунок екіпажу. Відповідь полягає в несправності датчика тиску в баку кисню 2, що не пов'язане з неізольованими проводами в резервуарі, що спричинило вибух.
Більшість, хто знайомий з історією Аполлона 13, ознайомлюються з причиною вибуху, згодом визначеної комітетом з розслідування нещасних випадків під керівництвом Едгара Кортрайта, директора дослідницького центру Ленглі.
Бак був скинутий за п’ять років до польоту Аполлона 13, і ніхто не зрозумів, що вентиляційна трубка на кисневому резервуарі була виведена з положення. Після демонстраційного випробування підрахунку (CDDT), проведеного 16 березня 1970 р., Коли всі системи випробовувались, коли космічний корабель Apollo 13 сидів над ракетою Сатурн V на стартовій майданчику, холодний рідкий кисень не випорожниться з бака кисню 2 через що зіпсований вентиляційний патрубок.
Нормальним підходом було використання газоподібного кисню для виштовхування рідкого кисню з бака через вентиляційний патрубок. Оскільки це не працювало, технічні працівники вирішили, що найпростішим і швидшим способом спорожнити рідкий кисень буде кип'ятити його за допомогою нагрівачів у баку.
"У кожному резервуарі з киснем були нагрівачі та вентилятор з лопаткою", - пояснив Вудфілл. “Нагрівач і вентилятор (мішалка) приладували частину холодної рідини 02 перетворюватися на газ більш високого тиску 02 і надходити в паливні елементи. Вентилятор, також відомий як кріо-мішалка, включався щоразу при включенні нагрівача. Вентилятор служив для перемішування рідини 02, щоб переконатися, що вона рівномірна за щільністю ".
Щоб захистити обігрівач від надмірно гарячого, пристрій, що нагадує реле, вимикав потужність нагрівача в будь-який час, коли температура перевищувала 80 градусів F. Також був вимірювач температури, який технічні працівники на землі могли контролювати, якщо температура перевищувала 80 градусів F.
Оригінальний космічний корабель Apollo працював на 28 вольт електроенергії, але після пожежі 1967 року на стартовій панелі для Apollo 1 електричні системи космічних кораблів Apollo були змінені на 65 вольт з зовнішнього наземного випробувального обладнання. На жаль, Beech, виробник резервуара не зміг змінити цей бак, і запобіжний вимикач нагрівача все ще був встановлений для роботи в 28 вольт.
"Коли нагрівач був підключений до вентиляції бака, вища напруга" злила "контакти реле, щоб перемикач не міг вимкнути живлення, коли температура бака перевищила 80 градусів F (27 C)", - сказав Вудфілл.
Крім того, вимірювальна температура на земній випробувальній панелі піднялася лише до 88 градусів (29,5 ° F), тому ніхто не знав про це надмірне тепло.
«В результаті, - сказав Вудфілл, - нагрівач і дроти, що живили його, досягли орієнтовних температур близько 1000 градусів Ф. (538 ° C), досить гарячих, щоб розплавити тефлонову ізоляцію на провідниках нагрівача і залишити їх частину голими . Голі дроти означали потенціал короткого замикання та вибуху, оскільки ці дроти були занурені в рідкий кисень. "
Через те, що резервуар був скинутий, а його конструкція обігрівача не була оновлена протягом 65 вольт, танк був віртуальною бомбою, сказав Вудфілл. У будь-який час, коли до цих нагрівачів застосовувались живлення для перемішування рідкого кисню в баку, можливий вибух.
О 55:54:53 Час місії, що минув (МЕТ), екіпажу було запропоновано провести перемішування цистерн з киснем. Саме тоді пошкоджені дроти в баку кисню 2 короткочасні, і ізоляція загорілася. В результаті пожежі швидко зростав тиск за межі номінальної 1000 фунт / кв.дюйм (7 МПа), і резервуар або купол цистерни вийшли з ладу.
Але повернемось до датчика кількості на баку кисню 2. З причини, яка ще не зрозуміла, під час ранньої частини польоту Apollo 13 датчик вийшов з ладу. До запуску цей датчик кількості Tank 2 контролювався бортовою системою телеметрії, і він, мабуть, працював ідеально.
"Невдача цього зонда в космосі - це, мабуть, найважливіша причина того, як жив екіпаж" Аполлона 13 ", - сказав Вудфілл.
Ось пояснення того, чому Woodfill висуває це твердження.
Дослідження Woodfill Apollo 13 показали, що стандартна операційна процедура (SOP) вимагала від місії контролю вимагати перемішування кріосів приблизно кожні 24 години. Для місії "Аполлон 13" перший потрясіння відбувся приблизно через 24 години місії (23:20:23 МЕТ). Зазвичай наступний кріо-ворушіння не буде викликано протягом 24 годин. Процедуру перемішування нагрівача-кріоса проводили для забезпечення точності вимірювання кількості та належної роботи системи шляхом усунення стратифікації O2. Датчик читав точніше, оскільки перемішування робило рідкий кисень більш рівномірним і менш розшаровується. Після першого перемішування було вказано 87% залишкової кількості кисню, трохи випереджаючи очікування. Наступний ворушіння відбувся через день, близько 46:40 МЕТ.
Під час цього другого нагрівача-кріо-перемішувального датчика кількості бака кисню 2 вийшов з ладу. Аналіз після місії, проведений слідчим комітетом, показав, що збій не пов’язаний з голими проводами нагрівача.
Втрата можливості контролювати кількість Oxygen Tank 2 призвела до управління місією радіо для екіпажу: "(Оскільки датчик кількості не вдався), ми будемо просити вас перемішувати криос кожні шість годин, щоб допомогти оцінити, скільки становить 02 танк 2. "
Однак Контроль місій вирішив проаналізувати ситуацію в Танку 2, закликаючи ще раз поворушитись, не в 53 години МЕТ, а в 47:54:50 МЕТ і ще в 51:07:41. Оскільки в іншому резервуарі з киснем, резервуар 1, вказували низький тиск, обидва баки перемішували при 55:53.
"Підрахуйте кількість стиків з моменту запуску", - сказав Вудфілл. «1. о 23:20:23, 2. о 46:40, 3. о 47:54:50, 4. о 51:07:44 і 5. о 55:53. Для цих голих проводів нагрівача було подано п'ять застосувань струму. Останні три відбувалися протягом всього 8 годин, а не 72 години. Якби не загроза виходу зонду кількості танка 2 та низький тиск в баку O2 1, цього не було б. "
Вудфілл пояснив, що кожен, хто проаналізував збої в апаратному забезпеченні, розуміє, що більш частий і коротший період між операціями з несправним компонентом прискорює остаточний збій. NASA проводить стрес-тестування на сотнях електричних систем, використовуючи такий підхід. Більш часті вимикання електроенергії з меншими інтервалами спонукають несправні системи швидше вийти з ладу.
Коротке замикання в баку кисню 2 після п’ятого нагрівання-кріо-перемішування призвело до вибуху кисневого резервуара Apollo 13 2. Якщо нормальна послідовність струмків виконувалась з інтервалом у 24 години, а збій стався після п’ятого перемішування, вибуху сталося б після того, як місячний модуль, рятувальний човен, був уже недоступний.
"Я стверджую, що несправність датчика кількості була випадковою, і я запевнив, що земля буде присутня і повністю заправлена в момент катастрофи", - сказав Вудфілл.
5 пускових механізмів нагрівача протягом 24 годин становлять ТЕП 120 годин.
"Місячний десант відправився на Місяць в 103,5 години до місії", - сказав Вудфілл. «За 120 годин до місії, екіпаж Ловелла та Хейза був би пробуджений з періоду сну, завершивши свою першу місячну прогулянку за вісім годин до цього. Вони отримають терміновий дзвінок від Джека Свігерта та / або Управління місією, щоб щось не було в порядку з судном-матір'ю, що орбітало на Місяці. "
Крім того, Вудфілл зауважив, що аналіз проблем корабля Свігерта, ймовірно, буде затьмарений відсутністю двох його побратимів на поверхні місяця. Додатковими проблемами для контролю над місією були б переривання зв'язку кожного разу, коли командне судно йшло за Місяцем, перериваючи телеметрию, настільки важливу для аналізу відмови. Коли це стало очевидним, кріогенна система більше не виробляє кисень, воду та електричну енергію, ці аварійні батареї командного модуля були б активовані. Ймовірно, контроль над місією наказав би припинити місячний десант, але, звичайно, це було б безрезультатно. Якби етап сходження крихітного приземленого каменю повернувся і з'єднався з виснаженим КМ, все витратні матеріали, що підтримують спускний етап, залишалися б на Місяці.
"Кошмар змусить екіпаж" Аполлона 13 "сказати останні прощання з родинами та друзями", - сказав Вудфілл. "Можна лише здогадуватися, як може бути кінець".
І там, швидше за все, не було б Аполлона 14, 15, 16 та 17 - принаймні, не дуже довго.
Ще один аспект часу вибуху, який розглядав Вудфілл, - чому танк не вибухнув на стартовій панелі?
Після проведення CDDT 16 березня ніяких додаткових "живлення" або тестів не планувалося. Однак, не рідкість попередня перевірка повинна бути виконана.
"Однією з таких повторних перевірок, можливо, були ці схеми нагрівача, оскільки вони були використані нестандартним способом для спорожнення кисню з кріоцистерн після тесту демонстрації зворотного відліку (CDDT) тижнями раніше", - сказав Вудфілл. "Такі повтори часто трапляються з безлічі причин. Для Аполлона 13, незважаючи на скомпрометовану систему, жоден не стався, поки судно не було в безпеці на шляху до Місяця ».
Однак такий звичайний повторний тест із кріо-перемішуванням несвідомо поставив під загрозу стартовий транспортний засіб, осіб, які підтримують службу, або екіпажу космонавта.
Або, якби датчик кількості вийшов з ладу на місці, швидше за все, таку ж проблему, яку здійснювали управління місією та екіпаж Apollo 13, виконувала б наземна команда КСК.
Якби датчик не працював на той час, для усунення несправності пристрою було б виконано серію спрацьовування / перемішування нагрівача.
"Звичайно, результатом такого ж вибуху був би майже 55 годин 55 хвилин після запуску", - сказав Вудфілл. "На землі, вибух" Аполлона 13 "міг забрати життя Ловелла та екіпажу, якби було здійснено ліквідацію неполадок, поки екіпаж чекав запуску".
Якби виправлення неполадок було здійснено раніше, за кілька днів до запуску кілька нагрівачів / ворушінь нагрівача, Вудфілл сказав: "Страшна втрата людей настала б, потенційно, з десятками завзятих працівників космічного центру Кеннеді, котрі сміливо намагалися зробити виправити проблему. І високий тридцять шість історій Сатурн 5 обвалився б на землю в кулю вогню, що нагадує ту групу 1957 року гибелі американської ракети "Авангард". "
"Так, той факт, що датчик кількості Oxygen Tank 2 не вийшов з ладу на стартовій майданчику, але провалився на початку польоту, була однією з додаткових речей, які врятували Apollo 13."
Додаткові статті цієї серії, які зараз були опубліковані:
Частина 4: Ранній в'їзд до Землі
