Tento článok je venovaný raketoplánu Challenger a dôsledkom jeho tragického konca. Napriek veľkej tragédii, ktorá zasiahla rodiny blízkych a kolegov obetí, práve ona mala pozitívny vplyv na výrazný rozbeh spoločnej spolupráce USA a Sovietskeho Zväzu v oblasti astronautiky, či kozmonautiky.
V úvode si dovolím pripomenúť slová zo staršieho článku na tejto stránke, týkajúceho sa misie Apollo 12, ktoré opisovali vtedajší (70’s + 80’s ) prístup Američanov a Sovietov k vesmírnym programom.
V stručnosti sa dá povedať, že koncepcia amerických raketoplánov bola veľmi účinná a zmysluplná, z viacerých hľadísk. Pracovali na nej aj Sovieti a dospeli aj k výsledku, ale bez želaného efektu. Konkrétne Išlo o stroj Buran. Podstata misií amerických raketoplánov bola vyniesť stroj, posádku a náklad s pomocou nosných externých motorov, ktoré boli opakovane použiteľné (motory mali stabilizačné a brzdiace padáky a pristávali v mori – oddelili sa v úvodnej fáze letu vo výške asi 45 km), na nízku obežnú dráhu, tam vykonať plánovanú prácu a bezpečne sa vrátiť na Zem v konfigurácii klzáka, ktorý s určitosťou nebol použiteľný na termické lietanie. Hlavnou podmienkou na pristátie bola dostatočne dlhá pristávacia dráha, ktorá musela byť zálohovaná na niekoľkých ďalších miestach v USA. V prípade najhoršieho možného politického scenára sa bralo do úvahy aj pristátie na území „spriateleného“ Sovietskeho Zväzu, ktorý mal dostatok dlhých a nekvalitných asfalto, či cementobetónových dráh.
Raketoplán OV-099 Challenger bol po Columbii služobne druhý raketoplán, ktorý sa dostal do služieb NASA. Bol pomenovaný po britskej korvete HMS Challenger, ktorá bola vlajkovou loďou veľkej výpravy Challenger Expedition. Táto výprava absolvovala v priebehu rokov 1872-76 výskumnú cestu okolo sveta za účelom zozbierania nových dát a informácií (fauna, flóra, kontakt s ďalšími národmi a etnikami) zo všetkého dostupného terénu, vrátane zdokonalenia námorných máp.
Challenger bol pôvodne určený na pevnostné (deštrukcia + lámanie) skúšky v plnej konfigurácii, bol strojom, ktorý sa vôbec nemal odlepiť od zeme (doslova Zeme), ale NASA v priebehu skúšok zmenila rozhodnutie o využití Challengera. Medzi podpisom zmluvy s výrobcom (Rockwell) a prvým štartom ubehlo zhruba jedenásť rokov.
Zmluva bola podpísaná v júli 1972, stroj bol skompletizovaný a pripravený na skúšky vo februári 1978.
Nasledovali testy , ktoré trvali skoro rok a ich podstatou boli pevnostné skúšky, ktoré simulovali všetky druhy vibrácií a tlakových pôsobení počas celého letu od štartu až po pristátie.
A práve v tomto čase došlo k rozhodnutiu NASA, že z Challengera bude druhý raketoplán, ktorý pôjde do vesmíru. Prvým bola Columbia a druhým mala byť Enterprise, ktorá bola v počiatkoch svojej existencie hlavným testovacím strojom z pohľadu finálnych fáz misií, čiže zisťovania letových vlastností pri letoch z vyšších vrstiev atmosféry až po kontakt s dráhou. Dohromady absolvovala Enterprise 16 letov, z čoho bolo osem letov bez posádky, vo februári 1977 a ďalším osem letov, s dvojčlennou posádkou, v období počas leta 1977. Všetky tieto lety boli klzákové lety, Enterprise bola iba v pristávacej konfigurácii. Do patričnej operačnej výšky sa vždy vyviezla na chrbte Boeingu 747 SCA. Táto SCA (Shuttle Carrier Aircraft) verzia bola modifikovaná verzia B-747-100, ktorá sa neskôr pravidelne používala na prevoz amerických raketoplánov medzi miestami pristátia, údržby a štartu. Existovali dva exempláre tejto SCA verzie, jedna z nich bola s kratším doletom.
Takže ako som písal o pár riadkov vyššie, druhý raketoplán, ktorý sa mal dostať do vesmíru, mala byť pôvodne prvý vyrobený kus, Enterprise. Nakoniec sa ním ale stal Challenger. Príčin bolo viacero. Challenger bol od začiatku konštruovaný prakticky v plnej konfigurácii stroja použiteľného na let do vesmíru. Hoci bol primárne určený na pevnostné skúšky všetky konštrukčných podskupín “zlepených” do celku. To znamená, že mal, na rozdiel od Enterprise, väčšinu systémov potrebných na let do kozmu, vrátane trojice funkčných pomocných motorov, ktoré sa nachádzajú pod smerovým kormidlom, ktoré je súčasťou vertikálneho stabilizátora. Bol osadený tepelnou izoláciou (ktorej mikropoškodenie v r.2003 spôsobilo katastrofu Columbie), systémami podpory života, mal väčšinu prístrojového vybavenia kokpitu. Úprava testovacieho Challengeru na stroj, ktorý mal plniť vesmírne misie bola jednoduchšou záležitosťou ako úprava testovacej Enterprise. Tieto finálne úpravy začali v januári 1979. Prvým krokom úprav bol samotný kokpit, či skôr celá obytná dvojposchodová časť, v ktorej sa počas pohybu vo vákuu nachádzala atmosféra. Pôvodný obytný modul z testov sa odstránil a v novembri 1979 raketoplán Challenger dostal krásny a novotou voňajúci nový obytný modul, ktorého súčasťou bol samozrejme aj kokpit. Takisto si rôzni výrobcovia dverí nákladného priestoru, klapiek krídel a vertikálneho stabilizátora prevzali svoje veci na postupne prepracovanie detailov. V roku 1981 sa viacmenej všetko postupne vrátilo nazad a práce v postupnej prestavbe pokračovali až do leta 1982.
Počas celého jedenásťročného obdobia medzi podpisom zmluvy a prvým štartom sa teda riešilo množstvo veci, ktoré súviseli s tromi hlavnými konštrukčnými podskupinami raketoplánu. Priestor pre posádku a náklad, konštrukcia trupu a krídla a pohon, ktorý bol konštrukčnou súčasťou raketoplánu, na rozdiel od ruského stroja Buran. Pohon, ktorý bol súčasťou raketoplánu, mal uľahčovať záťaž hlavných motorov pri štarte a korigovať výchylky. Všeobecne štart a následných pár minút, kým sa stroj neustáli na orbite, je veľká veda a najväčšia nakladačka pre počítače a ľudí. Všetko ostatné v pohode zvládnu aj chytrejšie opice. Pri pristávacom manévri by znova mali uvoľniť miesto ľuďom.
Challenger mal prvý štart v roku 1983 (4. 3. 1983), bola to misia STS-06 a bola poslednou z toho malého množstva doterajších misií, kde bola iba štvorčlenná posádka. Počas nej došlo k prvému výstupu do vesmíru z raketoplánu. Nemám tým na myslí k prvému výstupu Američana do voľného priestoru vo vesmíre, ale k výstupu do vesmíru počas samotných misii s raketoplánmi. Počas tejto misie vyniesol Challenger na obežnú dráhu družicu TDRS-1 (neskôr zaparkovala na geostacionárnej dráhe), ktorá bola súčasťou sledovacieho a komunikačného systému na sledovanie a prenos dát, ktorý využívala NASA a ďalšie vládne agentúry z USA. Išlo o obojsmerný prenos dát zo satelitov, z meteorologických balónov, z lietadiel, z budúcich orbitálnych staníc, prípadne z polárnych základni.
Video zo štartu prvej misie Challengera: https://www.youtube.com/watch?v=RnbfiQn8fhc
Video z pristátia prvej misie Challengera: https://www.youtube.com/watch?v=53WM6P3vkfE
Ďalšie štyri misie boli podobného zamerania, zvyčajne išlo o transport rôznych družíc na obežnú dráhu, vrátane prvého nočného štartu a pristátia raketoplánu počas tretej misie STS-08 (30. 8. 1983)
STS-08, krátke review celej misie: https://www.youtube.com/watch?v=wx8Ew1V_1tM
Šiesta misia STS-41-G (5. 10. 1984) Challengeru bola jedinečná v tom, že súčasťou posádky boli dve ženy, jedna Kanaďanka a jedna Američanka. Obidve z nich sa stali prvými dámami zo svojich krajín, ktoré vystúpili do otvoreného kozmického priestoru. Navyše misia opäť vyniesla na orbit zaujímavú vec (jeden z troch satelitov, ktorých sa to týkalo), ktorá bola súčasťou ERBE (Earth Radiation Budget Experiment) výskumného programu, ktorý trval do konca roku 2005.
Ďalšie tri misie boli zaujímavé prepravou častí vesmírneho laboratória Spacelab na nízku obežnú dráhu. Spacelab bol európsky projekt agentúry ESA (európsky ekvivalent americkej NASA), ktorý bol vo finále zrealizovaný vďaka 32 letom rôznych amerických raketoplánov. Laboratórium nebolo trvalo obývateľné ako neskoršia ISS. Bola to záležitosť zložená z dvoch pretlakových modulov, kde sa vykonávali rôzne experimenty. Mimo práce sa vedci zdržovali a relaxovali v raketoplánoch. Spacelab bol v minulosti vo výsledku najúspešnejší vedecko-výskumný program západnej kozmonautiky, ktorý bol aktívny viac ako dve desaťročia.
Nuž a pomaly sa blížime k desiatej misii Challengeru, k misii STS-51-L, ktorá bola naplánovaná na 28. 1. 1986. Všetkých deväť doterajších misií štartovalo zo štartovacieho padu LC-39A, ktorý je súčasťou Kennedyho vesmírneho strediska v americkom štáte Florida. Táto desiata misia štartovala z padu LC-39B, ale táto skutočnosť nemala na vývoj ďalších udalostí žiadny zásadný vplyv.
Až do jeho desiatej misie fungovalo všetko ako malo, nosil ľudí a veci hore-dolu, len taký rachot. Jeho desiata misia bola z istého pohľadu výnimočná. Prvý raz v histórii mal byť členom posádky astronaut neprofesionál. Bola to učiteľka Sharon Christa McAuliffe, ktorá sa dostala až do finále spomedzi skoro 11 000 adeptov na túto výzvu. Aj z tohto dôvodu to nebola rutinná cesta. Misia bola pod drobnohľadom nielen odborníkov, ale aj celej americkej spoločnosti, vrátane mnohých spriatelených krajín, ktoré štart sledovali v priamom prenose a zo Sharon sa zaslúžene stala ešte pred nešťastím veľká americká mediálna hviezda a osobnosť. Mala na to samozrejme všetky predpoklady, nakoľko prešla náročným výberom a aj napriek extrémnemu mediálnemu záujmu bola – ako sa hovorí – nohami stále na zemi. Samotné dní pred štartom boli veľkou a gradujúcou americkou show, s patričnou americkou prehypovanou reklamou na túto akciu, ktorá z toho spravila veľkú spoločenskú udalosť. Píšem teraz o všetkom , čo sa dialo až do okamihu tragédie, kedy všetkým zmrzol úsmev na perách a nastal ťažko opísateľný šok, ktorý v prvých sekundách nešťastia nechcel nikto prijať ako nezvratnú tragickú skutočnosť. Nikto nepredpokladal, že po predchádzajúcich bezproblémových letoch Challengeru a Columbie môže nastať nejaký problém. Respektíve, prípadne problémy sa dali ľahko indikovať, lenže (ne)pochopiteľne sa išlo do rizika a nie malého, ktoré leží vo finále na pleciach šéfov NASA.
Sharon Christa McAuliffe:
Celá posádka:
To, čo sa stalo, pozná väčšina z vás. Let trval 1 minútu a 13 sekúnd, za ten čas prešiel zhruba 29 kilometrov, dosiahol nadmorskú výšku okolo 15 kilometrov a v čase explózie bola rýchlosť približne 2M, čiže v tej výške to mohlo byť okolo 2250-2300 km/h. Ako neskôr vyšetrovacia komisia zistila, príčinou nešťastia bolo poškodenie hlavného a záložného kruhového tesnenia na pravom motore, v blízkosti samotnej výstupnej dýzy, 14 sekúnd pred samotnou deštrukciou.
Krátke video z posledného letu, v dobrej kvalite, s milým introm, počas ktorého nikto nemal tušenia, čo sa udeje o pár hodín neskôr:
https://www.youtube.com/watch?v=rUqPMMgfJ4Q
Krátke, a od 36 sekundy, nie celkom príjemné video, ktoré je záberom na rodičov a žiakov učiteľky Sharon Christy McAuliffe počas celého letu. Po samotnej explózii pár sekúnd nikto nič nechápal a možno to považovali za súčasť priebehu letu, keďže zo zeme to videli (30 km vzdialenú udalosť) v inej perspektíve ako z kamier s enormným priblížením. Zvuk explózie diváci samozrejme nemali šancu v tom extrémnom hluku počas priebehu celého letu počuť, navyše skrz vzdialenosť zvuk výbuchu išiel k ľuďom skoro dve minúty. Zhruba vtedy už všetci tušili, že je koniec zábavy a záver videa je naozaj smutný. Absolútne prežívate túto vec s blízkymi celej posádky, ktorým došlo, že boli svedkami obrovskej tragédie, kde nikto nemal šancu prežiť:
https://www.youtube.com/watch?v=vd7dxmBLg48
Nazad k príčine nešťastia.
Týchto kruhových tesnení je po celej dĺžke motora niekoľko. Tento pravý motor bol jeden z dvoch SRB (Solid Rocket Booster) motorov, ktoré v začiatku misie udelili raketoplánu potrebnú rýchlosť na dosiahnutie orbitálnej dráhy. Samotné motory sú vlastne najsilnejšie raketové motory, aké boli kedy vytvorené, ktoré v čase maximálneho výkonu dokázali vytvárať ťah, či skôr protitlak o sile 15 000 kN, čo je 1500 ton. Čiže jeden motor bol schopný zo zeme zdvihnúť náklad, ktorý by sa blížil hmotnosti skoro 1500 ton. Na zjednodušenú predstavu tento jeden motor by sa bol schopný pohnúť so zväzkom 40-50 rýchlikových vagónov smerom nahor. Raketoplán – ako celok so všetkým – vážil pri štarte skoro 2000 ton. Obidva motory dávali dostatočný prebytok ťahu oproti hmotnosti, ale samotná aerodynamická konfigurácia, s väčším odporom v dolných vrstvách atmosféry a s iným úbytkom paliva vo väčšej výške (oproti motorom rakety SATURN V), mala za následok menšiu nakladačku pre posádky, ako sa to dialo pri letoch program Apollo. Životnosť motorov bola plánovaná na desať štartov. Ako som písal na začiatku, motory mali stabilizačné a brzdiace padáky a pristávali v mori, to znamená, že po oddelení vo výške 45 km a deaktivácii pokračovali zotrvačnosťou ešte do istej výšky. Potom začal postupný voľný pád, počas ktorého sa motor v zadefinovanej výške smerovo stabilizoval stabilizačným padákom a neskôr sa dobrzdil tromi veľkými padákmi na jemné dosadnutie do mora.
Vrátim sa k tomu poškodenému tesneniu. Predovšetkým sa udialo to, že teplota okolnej atmosféry počas noci pred štartom klesla pod 4 stupne Celzia. To bol jeden z limitov pre zachovanie funkčnosti, či neporušenej celistvosti jedného z hlavných konštrukčných komponentov motora, čiže samotného tesnenia. Tento pokles teploty bol prekročený viac ako o sedemnásť stupňov, keďže počas noci dosiahla okolná atmosféra krátkodobo najnižšiu teplotu – 13 stupňov Celzia. Navyše počas štartu samotného bola teplota vzduchu okolo – 2 stupňov Celzia.
Udialo sa to, že tesnenie, už pekne “načaté” mrazom a chladom a obrovskými vibráciami pri štarte a v úvodných sekundách letu, dostalo na frak ešte v čase najväčšej záťaže konštrukcie celého celku, v okamihoch najväčšieho dynamického tlaku, ktorý sa dial v nižších výškach a pri nižšej rýchlosti ako sa udialo samotné nešťastie. Tu išlo o maximálne mechanické tlakové pôsobenie atmosféry na teleso raketoplánu, hlavnej nádrže a samotných motorov, ktoré záviselo od rýchlosti telesa a hodnoty atmosférického tlaku v danej výške. Takže celok vtedy schytával najvyššiu možnú mechanickú záťaž. Horúce a žeravé plyny , ktoré unikali v spodnej časti motora, cez otvor poškodeného tesnenia, nakoniec poškodili tesnosť samotnej hlavnej nádrže a jednu zo vzpier, ktorá držala motor o nádrž. Vzpera nakoniec povolila, motor v zlomku sekundy narazil do hlavnej nádrže, ktorú okamžite poškodil a tá hneď na to vybuchla. To, čo zostalo z celého raketoplánu, pokračovalo vo svojich chaotických trajektóriach. Obidva motory paradoxne išli oddelené ďalej naplno až do zhorenia zvyškov paliva v palivovom systéme motorov. Z nádrže zostali dotrhané kusy, z ktorých sa po vylovení z mora dalo niečo vyskladať a našla sa aj časť s vypálenou dierou od unikajúcich horúcich plynov z poškodeného tesnenia motora. Zvyšky čiastočne poškodenej kabíny s posádkou išli taktiež svojou trajektóriou, ktorá skončila skoro po troch minútach na hladine mora.
Traja zo siedmych členov sedemčlennej posádky nezahynuli hneď pri výbuchu, nakoľko si boli schopní aktivovať prístroje na dýchanie, ktoré sa manuálne zapínali pri strate, či poklese atmosférického tlaku v kokpite. Každopádne toto nezabralo a upadli do skorého bezvedomia, ktoré bolo vykúpením. Výbuch udelil kabíne s posádkou rotáciu, ktorej výsledkom bolo krátkodobé preťaženie cez 20 G, čo malo vplyv na nezvratné poškodenia vnútorných orgánov všetkých členov posádky, bez ohľadu na to či ešte žili, alebo nie. Následne sa preťaženie vplyvom rotácie ustálilo na 4 G a zhruba po 10 sekundách krátkej balistickej trajektórie prešla kabína do voľného pádu, ktorý skončil zhruba po 2 minútach a 45 sekundách od výbuchu dopadom na hladinu oceánu. Samozrejme, že keby sa aj niekomu podarilo prežiť celý tento voľný pád, tak náraz kokpitu o hladinu mora by bol posledným okamihom jeho života.
Je trochu smutné, že výrobca motorov SRB poukazoval na možné kritické poškodenie tesnení motorov v čase pred štartom, ale šéfovia NASA odmietali zmeniť časový harmonogram letu, čo by v tomto prípade znamenalo posun štartu o niekoľko týždňov, skrz reinštaláciu nových komponentov a stratu prestíže, ku ktorej tak, či onak došlo, ale v oveľa väčšej miere, vďaka zbytočnej smrti celj posádky.
Pozostatky tiel členov posádky sa dostali k ich rodinám skoro po troch mesiacoch od nešťastia, 29.4.1983. Pár dní na to mal každý z členov posádky oficiálny pohreb.
Výsledok vyšetrovania nešťastia bol ten, že príčinou NEBOLA nedostatočná výmena informácií, prípadne nedodržanie základných technologických postupov v celom slede aktivít, ktoré súvisia s prípravou raketoplánu na prevedenie samotného letu. Najväčším problémom boli chybné manažérske rozhodnutia vysokopostavených netechnických managerov z NASA, spolu s podobnými netechnickými managermi od dodávateľov časti celkov raketoplánu, ktoré sa týkali zistených problémov s tesneniami (v súvislosti s prípadným poškodením nízkou teplotou atmosféry) v spojoch motorov. Sedieť nešiel nikto. V konečnom dôsledku došlo k obrovskému vylepsieniu veľkej časti postupov, procesov a technológií, ktoré mali priamy vplyv na bezpečnosť štartov všetkých možných kozmických projektov, ktoré boli čiastočne narušené katastrofou počas finálnej fázy rutinného letu prvého lietajúceho exempláru amerických raketoplánov, samotnej Columbie.
V období tragédie Challengeru, dve vtedajšie najväčšie megahviezdy svetovej politiky, Ronnie R. s Mišom G., už spolu pravidelne popíjali whisky a gruzínsky koňak, fajčiac pritom kubánske cigary. Politické napätie medzi Východom a Západom poľavovalo, takže bola šanca na spoločnú prácu v oblasti vesmírnych aktivít. Po tejto tragédii bol schválený spoločný program viacerých krajín, ktorého výsledok je ISS a množstvo ďalších spoločných zaujímavých veci, či programov.
