Na današnji dan pred 50 leti, 17. aprila 1970, je posadka Apolla 13 prišla domov. Varno. Uspešno.
Svet si je kolektivno oddahnil, ko so opazovali, kako je NASA katastrofo spremenila v enega najbolj dramatičnih srečnih koncev vseh časov.
Let Apolla 13 ni bil podoben nobeni drugi misiji Apolla, zadnje ure leta – priprava in izvajanje ponovnega vstopa na Zemljo – pa tudi niso bile podobne nobeni drugi.
Posadka je morala izvesti kontrolni seznam več kot 500 predmetov, ki je bil napisan le nekaj ur prej. Bili so v stalnem stiku z ekipo za nadzor misije, da bi preverili vsak korak. Posadka - izčrpana, premražena in dehidrirana - je morala izvesti več nenačrtovanih manevrov, vključno s popravkom poti v sili z uporabo potisnikov lunarnega modula (LM).
Po končnem manevru popravljanja poti, ko se je vesoljsko plovilo usmerilo proti Zemlji, so podatki sledenja z Zemlje pokazali, da je bila opeklina izvedena natančno po pričakovanjih. Vendar se je po tem manevru morala posadka prepričati, da ni izvedla nobenih dodatnih izstrelitev potisnega pogona, saj se je oskrba z gorivom LM Reaction Control System približala nizki točki, kjer natančne meritve niso bile več zanesljive. Vsi so se želeli prepričati, da imajo dovolj goriva za zadnji odsek proti Zemlji.
Izpuščanje elementov v kritičnih zadnjih urah misije Apollo 13 je prikazano na tej risbi zaporedja. Zasluge: NASA.
Nato se je morala posadka prepričati, da je sisteme ponovno vklopila v hladnem ukaznem modulu v pravilnem zaporedju – in izklopila vse dodatne dodatke, kot so reflektorji –, da bi zagotovili, da bodo baterije CM zdržale do ponovnega vstopa. Vsaj ena od treh baterij je bila predvidena, da bo odpovedala v času, ko so se padala morala razporediti. ( O tem, kako so se baterije polnile, si preberite tukaj.)
In seveda bi pri tipičnem vesoljskem poletu Apollo astronavti zavrgli LM, medtem ko bi bili še v lunini orbiti. Toda uporaba LM Aquarius je bila nujna skoraj do samega konca misije, saj je bil rešilni čoln za astronavte, ki jih je ohranjal pri življenju namesto pohabljenega poveljniškega modula, ki je bil nedelujoč po eksploziji rezervoarja za kisik v priloženi službi. Modul.
Zato je bilo zaporedje dogodkov ponovnega vstopa precej nenavadno. Servisni modul je bil dejansko opuščen pred LM. Izpust SM je imel poleg težav, s katerimi se je srečal Apollo 13, nekaj dodatne drame.
Kot sem zapisal v svoji knjigi 'Osem let do Lune: Zgodovina misij Apollo,' Nasin elektroinženir Gary Johnson je delil dokumente, ki razkrivajo, da je bila po misiji Apollo 11 odkrita anomalija ponovnega vstopa, kjer se SM ni pravilno ločil od CM. Serija sprožitev potisnika na SM bi morala obe vozili premakniti narazen, vendar je nepravilno zaporedje sprožitev potisnika pripeljalo SM nazaj proti CM in posadka Apolla 11 je poročala, da je videla SM leteti mimo njih. Preiskava je pokazala, da se anomalija ni zgodila samo na Apollu 11, ampak tudi na drugih prejšnjih letih Apolla.
Johnson je nadzorni plošči za konfiguracijo programa Apollo predstavil spremembe v elektroniki, da bi spremenili zaporedje sprožitve potisnega pogona, in se spominja, da je poskušal čim prej izvesti inženirske spremembe, tako da bi se to lahko zgodilo z Apollom 12. Toda ko je bila končana preiskava in analiza, kako odpraviti težavo, je bil skoraj čas za izstrelitev Apolla 12 in program Apollo se je odločil za izstrelitev Apolla 12 brez te spremembe. Spremembe krmilnika SM Jettison so bile odobrene in zaključene za let Apolla 13, pa tudi za naslednje misije.
Toda posodobljeno zaporedje ločevanja se na Apollu 13 ne bi zgodilo. Servisni modul za Apollo 13 je bil mrtev, njegovi potisniki pa po eksploziji niso delovali. A glede na Apollo Flight Journal, to zaporedje dogodkov, ki se je moralo zgoditi za SM sep: najprej so bile električne povezave med SM in CM prerezane z eksplozivnimi vijaki, nato pa je druga eksplozivna giljotina ločila servisni modul Umbilical od ukaznega modula. Nato trije naboji presežejo napetostne vezi, ki so držale servisni in ukazni modul skupaj, in ustvarijo vzmet, ki potisne CM stran.
Da bi zagotovili čim večjo razdaljo med SM in CM ter pritrjenim LM, je morala posadka ročno sprožiti curke LM RCS, da jih najprej loči, nato pa se obrne na način, ki je posadki omogočil opazovanje in fotografiranje servisnega modula. .
Ta pogled na hudo poškodovan servisni modul Apolla 13 (SM) je bil fotografiran z lunarnega modula/upravljalnega modula (LM/CM) po zavrženju SM. Kot je prikazano tukaj, je celotna plošča na SM odpihnila navidezno eksplozijo rezervoarja za kisik številka dva, ki se nahaja v sektorju 4 SM. Zasluge: NASA.
'In ena cela stran tega vesoljskega plovila manjka,' je Jim Lovell slavno po radijski zvezi spustil na tla, v njegovem glasu pa je bil neverjeten ob pogledu na pretepanega SM.
Ko je prišel čas, da zavržejo LM Aquarius, je bila posadka v zdaj opremljeni CM Odyssey. Odyssey ni imel manevrske sposobnosti, brez goriva za potisne pogone RCS. Morali so zavreči LM na tak način, da Lunarni modul ne bi trčil v poveljniški modul ali ga kakor koli ogrozil. Inženirji in kontrolorji letenja NASA so morali delati na postopku, ki ga je predlagal Retrofire Officer (RETRO) Chuck Deiterich, pri čemer so uporabili pritisk v priklopnem tunelu med obema ploviloma, da je deloval kot vzmet, ki ju potisne narazen.
Običajno sta bili obe vesoljski plovili ločeni z uporabo eksplozivnega naboja. Pri nominalnem letu bi bil predor pred ločitvijo razbremenjen. Toda ker je predor še vedno pod pritiskom, bi lahko eksploziv ogrozil Odysseyjevo loputo in ogrozil astronavte med ponovnim vstopom.
Njihov načrt je deloval odlično. Capcom Joe Kerwin je iz nadzora misije pretresljivo poslal 'Zbogom Vodnar, in zahvaljujemo se vam.'
Ta pogled na lunarni modul Apollo 13 (LM) je bil fotografiran z ukaznega modula (CM) tik po tem, ko je bil LM zavržen. Izpuščanje se je zgodilo nekaj minut pred 11. uro (CST), 17. aprila 1970, nekaj več kot eno uro pred pljuskom CM v južnem Tihem oceanu. Zasluge: NASA
Posadka je nato opravila zadnje priprave, da bi se vrnila domov. Vse, kar je lahko zdaj storil, je bilo upati, da so bili vsi postopki in izračuni v zadnjem trenutku pravilni.
Ko je posadka strmoglavila skozi zemeljsko atmosfero, je bila komunikacija s kontrolo misije nemogoča. V času Apolla je bil radijski izpad normalen del ponovnega vstopa, ki ga je povzročil ioniziran zrak, ki obdaja CM med njegovim pregretim ponovnim vstopom skozi ozračje, kar je motilo radijske valove. Za tako rekoč vsak ponovni vstop iz Merkurja skozi Apollo 12 je bil čas izpada radia predvidljiv, skoraj do drugega. Vendar je bilo obdobje izklopa radia Apolla 13 izjemno dolgo: trajalo je približno 87 sekund dlje, kot je bilo pričakovano.
Pred petimi leti smo v prejšnji seriji »13 stvari« razpravljali o možnih razlogih, zakaj je bilo obdobje zatemnitve izjemno dolgo. Najverjetnejša razlaga je bila, da je vesoljsko plovilo prihajalo po plitki poti, kot je bilo pričakovano. To bi povzročilo daljše obdobje v zgornji atmosferi, kjer je bilo manj pojemka vesoljskega plovila. Po drugi strani je zmanjšana hitrost upočasnjevanja podaljšala čas, ko je toplota ponovnega vstopa povzročila ionizirane pline, ki bi blokirali komunikacijo.
Toda zakaj je bila pot plitka od pričakovane? Nasini inženirji in kontrolorji letenja si to vprašanje zastavljajo že 50 let. Skupina, ki jo vodi Apollo Flight Dynamics Officer (FIDO) Dave Reed, Retrofire Officer (RETRO) Chuck Deiterich in električni, okoljski in komunikacijski sistemi (EECOM) John Aaron, je pred kratkim opravila izčrpen pregled podatkov in uporabila računalniško modeliranje za poustvarjanje vsake podrobnosti. dogodkov, ki vodijo do ponovnega vstopa. Njihov zaključek? Za prekomerno odzračevanje iz hladilnega sistema krivi LM.
»Naš model je bil dokaj zapleten,« je Reed povedal za Universe Today, »s številnimi nastavljivimi spremenljivkami, kot so dejanska orientacija in hitrost pasivnega termičnega nadzora (PTC), odnos trajektorije do orientacije PTC, diagram sublimatorskih ventilov in fotografije, ocene odstotka pogon iz 'nepropulzivnih' zračnikov, prispevki odzračevanja O2, potencial puščanja vodika, učinki hitrosti na vstopni kot na različnih razdaljah od vstopa, odzračevanje helija, fizika sublimacije vroče in hladne strani ter trajanje odzračevanja.'
Inženirji v nadzoru misije med Apollom 13. Zasluge: NASA
Reed je dejal, da je po preučevanju vseh ugotovljenih možnosti in modeliranju zagona odzračevanja različnih sistemov 'očitno, da je delta hitrost, ki je potrebna za povzročitev plitvitve opazovane trajektorije iz sklada CSM LM, predvsem iz hladilnega sistema lunarnega modula,' je rekel. 'Vendar so bili prisotni dodatni viri puščanja, tako iz rezervoarjev za vodik SM, ki se nahajajo pod poškodovanimi rezervoarji O2, kot tudi iz preostalih rezervoarjev za O2.'
Reed, Deiterich in Aaron so zapisali, da se njihovi sklepi ujemajo s podatki misije v realnem času in so podprti z 'niz prenosov posadke, ki poročajo o ponovnem, spet izklopljenem, odzračevanju in 'iskricah', ki prihajajo iz CSM (kar bi so sprožili toplo-hladni cikli PTC) in z izračuni največjega zagona, ki bi ga lahko ustvaril hladilni sistem LM, kot tudi morebitno odzračevanje iz rezervoarjev za vodik in kisik SM.
V tem videoposnetku lahko zaznate občutno zaskrbljenost v nadzoru misije zaradi dolgotrajnega izpada komunikacij. In v nasprotju z zadnjimi prizori v filmu 'Apollo 13' kontrolorji letenja, vodje letenja in vsi prisotni v kontroli misije niso začeli praznovati, dokler se niso sprostila padala in je posadka počasi in varno pljusknila v južni Tihi ocean.
Vesoljsko plovilo Apollo 13 se usmeri proti padcu v južnem Tihem oceanu. Upoštevajte kapsulo in njena padala, ki so pravkar vidna proti vrzeli v temnih oblakih. Zasluge: NASA.
Reed se je spomnil: »Med temnim izpadom se jasno spomnim, da sem pogledal Chucka (Deitericha) z ostrim spoznanjem, da če bi mi – Chuck in jaz – uporabili napačen vektor za izračun zadnjega popravka na sredini proge in če bi posadka ni preživela … odgovorna bi bila le midva. Lahko vam povem, da je bila v tistih presežnih 90 sekundah zatemnitve vsa gravitacija v Houstonu pod našimi nogami. Praznujte pekel. Ne morem na noben način izraziti groze teh sekund, niti svojega olajšanja, ko sem zagledal posadko na žlebovih.'
Zahvaljujemo se Nasinemu inženirju Jerryju Woodfillu za njegove ideje in vpoglede v vse naše serije člankov o Apollu 13, začenši z '13 stvari, ki so rešile Apollo 13,' in potem ' Še 13 stvari, ki so rešile Apollo 13. '
Dodatna zahvala Nasinim inženirjem Normu Chaffeeju in Garyju Johnsonu ter kontrolorjema letenja Daveu Reedu in Chucku Deiterichu za njihove vpoglede in spomine na to trenutno serijo:
1. del: Zvitek za žar , in 2. del: Polnjenje baterij.
Slike Apolla 13 prek NASA. Montaža Judy Schmidt.
