Сміливий план, який міг би врятувати шаттл «Колумбія». Частина 2

      Першу частину ви можете прочитати тут .
 
 image
 Фахівці команди польоту STS-107 Лорел Б. Кларк, Рік Д. Хасбенд і Калпана Чаул відпочивають у своїх спільних місцях на середній палубі. Source: NASA / WikiMedia Commons
 
 

Шоу починається

 «Відключення електроенергії залишило б в робочому стані тільки самі основні модулі управління судном, підтримки життєдіяльності та комунікації.»
— З Додатка D.13 звіту Комісії з розслідування катастрофи шаттла «Колумбія»

 
Поки на землі робота йшла б у режимі контрольованого безумства, на «Колумбії» час розтягнулося б і протікало повільно і убого. У перспективі, команду могла б чекати деяка короткий спалах активності, в тому випадку, якщо б їм довелося зробити вилазку для підтвердження втрати, завданої лівому крилу шаттла. Крім того, їм довелося б змінити положення корабля, поставивши його носом догори, адже в такому стані земне тяжіння, що діє на хвіст корабля, допомогло б заощадити паливо. Однак після цього, що потрапила в лихо команда не могла зробити практично нічого, окрім як чекати і намагатися не рухатися і не дихати більше, ніж потрібно.
 
Команда не мала б навіть можливості дивитися телевізійні передачі про те, як проходить операція порятунку, так як, корабель перейшов би в режим строго обмеженого використання енергії, щоб зберегти її запаси. Додаток D.13 містить опис того, які системи треба було вимкнути і серед них зазначені «всі камери, їх обігрівачі, ТВ-монітори та відео обладнання.»
 
Часто звучить питання, чи була у «Колумбії» можливість пристикуватися до МКС, яка могла б поділитися вільними запасами. Є величезна кількість причин, за якими це було неможливо, але самі визначають з них зводяться до простої фізиці: «Колумбії» довелося б виконати маневр, який у термінології небесної механіки носить назву «зміна способу орбіти», направивши тягу двигунів перпендикулярно лінії своєї орбіти, щоб домогтися нахилення рівного нахиленню орбіти у МКС. Ця зміна вимагає величезної кількості енергії, в деяких випадку навіть більшого, ніж потрібно для запуску космічного судна як такого. Додаток D.13 виключає цю можливість зближення з МКС всього двома пропозиціями:
 
 «Привести 39 градусне нахил орбіти" Колумбії "у відповідність зі значенням способу МКС в 51.6 градус було неможливо, так як це вимагало б ресурсу поступального руху величиною в 12600 фут / сек. У "Колумбії" в розпорядженні був всього лише 448 фут / ceк. »
 
Команда вступила б в довгу гру, ретельно економлячи ресурси для різкого пробудження, яке мало б відбутися в самому кінці місії. Як зазначалося раніше, найпершими в списку споживаних ресурсів були фільтри вуглекислого газу, тому відпочинок і сон стали б головними цілями команди. «Колумбія» пробула б на орбіті так довго, що під час свого тихого вигнання, екіпаж більше трьохсот раз зустрів би схід Сонця, спостерігаючи за тим, як воно піднімається з-за краю нашої планети.
 
Як довго тягнулося б час для них? Скільки разів можна було б зіграти в карти, скільки жартів або історій розповісти? Скільки разів б вони прокручували заплановану рятувальну операцію в розумі, сидячи в своєму спальному місці, погано пахнуть, позбавлені можливості прийняти ванну, серед шести таких же погано пахнуть і наляканих людей, вважаючи кожну з 30 000 нескінченних хвилин?
 
То були б 20 з гаком днів нескінченного і болісного дрейфу.
 
 

Російська рулетка

 «Поява нової загрози який скеровується кораблю і його команді, зіграло б значну роль у процесі прийняття рішення про його запуск.»
— З Додатка D.13 звіту Комісії з розслідування катастрофи шаттла «Колумбія»
 
Додаток D.13 написано виходячи з припущення, що збитки, завдані «Колумбії» був би виявлений вчасно, а відповідні заходи було вжито. Однак цього лише одне з двох припущень, що лежать в основі рятувальної місії. Друге припущення володіє рядом власних дуже важливих умов. Враховуючи те, що «Колумбія» була виведена з стоячи ударом шматка піни, NASA потрібно було б добровільно погодитися піддати «Атлантіс» такому ж ризику.
 
 
 Наближений знімок місця кріплення лівої рампи (шматка піни), яка відлетіла під час запуску польоту STS-107. Source: NASA / CAIB Report, Appendix D.13
 
Страшний питання, яке напрошується сам собою: чи могла NASA, за той короткий термін, що у неї був, зробити що-небудь для захисту «Атлантіса» від такого ж удару уламком? Безумовно ні.
 
Шматок піни, що відколовся від зовнішнього паливного бака «Колумбії» був частиною конструкції, яку називають лівою «рампою двоногій опори», однієї з двох таких деталей, що виготовляються вручну і прилеглих з боків до величезної двоногій опорі, яка закріплює ніс шаттла до передньої частини зовнішнього бака. Ці рампи формуються напиленням оранжевого теплоізоляційного матеріалу BX-250 на кріплення, які з'єднують двоногу опору з зовнішнім паливним баком. Йому дають висохнути, після чого шліфують, щоб надати йому форму клина, який прикриває ці кріплення. Разом з шаром абляціонного матеріалу, що накладається поверх кріплень, ці рампи з піни захищають з'єднання від високої температури під час запуску, і, крім того, надають їм обтічну форму.
 
Як з'ясувалося, опори вже ламалися до цього польоту шість разів.
 
 
 Збільшити / Кількість пошкоджень на поверхні шатлів діаметром більше одного дюйма для польотів від STS-6 до STS-113.
Випадки, в яких була зафіксована втрата пінної рампи позначені червоним трикутником. Source: NASA / CAIB Report, Appendix D.13

 
Обговоренню особливостей термоізоляції зовнішнього паливного бака присвячена істотна частина звіту CAIB. Було з'ясовано з якого матеріалу вона робиться, як себе веде даний матеріал і як часто піна відколювалася від бака і билася об кораблі раніше. Із звіту стає абсолютно ясно, що удар піною ні скільки-небудь рідкісним явищем. Раніше, це було звичайною подією, яке в даному конкретному випадку відбулося в самий відповідний (невідповідний) момент, щоб завдати катастрофічний шкоди однією з тих небагатьох частин шаттла, у якої не було будь-якого запасу міцності.
 
Рятувальна місія «Атлантіса» зіткнулася б з такою ж вразливістю. Вона полетіла б із заздалегідь підготовленим паливним баком, а інформація зі звіту недвозначно вказує на те, що, при такому сценарії розвитку подій, процедура перевірки не буде продовжена для здійснення будь-якої оцінки стану або ремонту використовуваного бака.
 
І це чергова причина, по якій команда складалася б не більше ніж з чотирьох астронавтів: потрібно було зменшити кількість людей, які будуть піддані ризику.
 
 

Гравітаційний балет

 Критерій успішності операції: повернення рятувального судна («Атлантіса») і обох команд у повній цілості.
— З Додатка D.13 звіту Комісії з розслідування катастрофи шаттла «Колумбія»
 
У «Атлантіса» було б три вікна для старту і польоту до «Колумбії»: перше — в 23:09 по центральному східним часом 9 лютого (на 25 день польоту), друге — в 22:40 наступного дня, і останнє через день після першого в 22:05. «Колумбія» повинна була підготуватися до зустрічі зі своїм кораблем-компаньйоном за три дні до першого вікна. Члени екіпажу, ймовірно страждають від надалі отруєння вуглекислим газом, перезапустили б системи шаттла таким чином, щоб їх роботи вистачило на невелику зміну висоти еліптичної орбіти, що надало б «Атлантіс» більший набір варіантів для зближення.
 
 
 «Колумбія» на стартовому майданчику 39А. Верхній гурток позначає ліву рампу на верхній точці кріплення, нижній гурток — теплозащитная панель з вуглець-вуглецевого керамічного матеріалу. Source: NASA / CAIB Report, Appendix D.13
 
Погода є однією з найголовніших невизначеностей під час планування запусків шатлів, не тільки для стартового майданчика, але і для безлічі місць по всьому світу, які повинні бути готові для екстреної посадки, у разі, якщо кораблю необхідно припинити свою спробу досягти орбіти. Звіт CAIB показує, що в цьому відношенні, удача була б на боці NASA: огляд спостережуваних погодних умов в передбачувані дні запуску показував, що в земній атмосфері не відбувалося нічого, що могло б перешкодити запуску.
 
Однак набагато більше занепокоєнь викликав би той факт, що всі три вікна були відкриті вночі. Нічні запуски істотно знизили б можливість NASA спостерігати втрата від аналогічного зіткнення шматка піни з кораблем під час його польоту на орбіту, що тим більше не віщувало нічого доброго з урахуванням того, що це і стало б причиною проведення рятувальної місії. Саме тому, команді «Атлантіса» чекала ще одна вилазка назовні після прибуття до «Колумбії»: вони б уважно оглянули обидва крила і керамічну облицювання на предмет можливого пошкодження.
 
 image
 «Ендевор» стартує з майданчика 39А для здійснення польоту STS-130 в лютому 2010 року. Source: NASA
 
Виходячи з припущення, що все піде як треба і зворотний відлік НЕ буде затриманий, «Атлантіс» стартував б увечері 9 лютого 2003 року. До цього часу, команда «Колумбії» вже давно поставила б історичний для програми шатлів рекорд: вони провели б у космосі 25 днів, що було б на 8 днів більше, ніж у попередніх місій. Астронавтам «Атлантіса», обраним для виходу в космос, потрібно було знизити вміст азоту в крові і бути готовими надіти скафандри якнайскоріше, тому їм, ймовірно, довелося б дихати чистим киснем з того самого моменту, коли вони потрапили б у екіпажний відсік перед запуском.
 
 
 «Ендевор» на підході до МКС. На зображенні показаний детальний вид передній польотної палуби, її верхні вікна, призначені для стеження за процесом стикування і стикувальний агрегат ззаду палуби. Source: NASA.
 
«Атлантіс» попрямував би вгору на орбіту по дугового траєкторії, наближаючись до «Колумбії» за методом «зближення проти лінії орбіти». Це означає, що він летів би до неї по уявної лінії, яка з'єднує точку місцезнаходження «Колумбії» і точку центру Землі (на противагу «зближенню по лінії орбіти», коли він наближався б до неї по лінії вектора її швидкості, спереду або ззаду, а не зверху чи знизу). «Колумбія», до цього моменту, вже була б розташована в просторі «догори носом», дивлячись на Землю своєю задньою частиною.
 
 image
 Source: NASA / CAIB Report, Appendix D.13
 
У кінцевому рахунку, «Атлантіс» збавив би швидкість, щоб зупинитися в 6 метрах від «Колумбії». Він був би повернутий на 90 градусів відносно неї, дивлячись на 3 години по відношенню до 12 годинах старшого корабля, щоб не давати їх вертикальним стабілізаторам вдаритися один про одного.
 
 image
 "Атлантіс" тримає стиковку c "Колумбією". Source: NASA / CAIB Report, Appendix D.13
 
Вперше за всю історію, два шаттла перебували б на орбіті разом і їм обом належало б пройти через серйозні випробування. Політ шатлів контролювався б як зсередини кожного з них, так і з Центру управління польотами NASA. Крім того, в цей же момент, ЦУП повинен був також стежити і за польотом МКС. Це вимагало б багатозадачності на межі можливостей ЦУПа, як з технічної точки зору, так і з точки зору доступних людських ресурсів. Більш того, «Атлантіс», треба було б постійне ручне управління на весь час стиковки, тому що, навіть на відстані 6 метрів, закони небесної механіки змусили б два судна рухатися на різних швидкостях, через що вони розійшлися б досить швидко. «Атлантіс», який знаходився б на меншою в порівнянні з «Колумбією» висоті, треба було б постійно переганяти її.
 
 image
 Макет кабіни пілота космічного шаттла в спеціальному тренажері CCT-2 Центру тренувального моделювання космічного шаттла NASA. На консолі посередині розташована більшість засобів управління висотою і переміщенням, якими користувалися б командир і пілот «Атлантіса» для польоту і зближення з «Колумбією». Source: Steven Michael
 
У той час, як пілот і командир «Атлантіса» влаштувалися б у кабіні управління та змінювали один одного по ходу виконання завдання по утриманню постійної стикування, інші двоє членів екіпажу, яких у звіті назвали EV1 і EV2, вже стояли б у шлюзовий камері, надівши скафандри. Отримавши команду, вони відрили б люк і витягли розсувний жердину, за допомогою якої EV2 допоміг би EV1 (EV — Внекорабельной — прим. Перекладача) дістатися до «Колумбії» через простір між двома шаттлами. Разом з парою скафандрів для екіпажу «Колумбії», рятувальники також передали б додаткові ємності з LiOH, для того щоб, у прямому сенсі, дати їм можливість вдихнути на повні груди. У додатку зазначено, що скафандри необхідно було передати, "налагодити роботу їх систем та герметизувати", для того, щоб зберегти їх запаси води, що, без сумніві, виглядало б досить незвично.
 
 image
 Анімаційний кадр NASA, на якому показані двоє астронавтів "Атлантіса", що знаходяться між вантажними відсіками двох шатлів. EV2 стоїть на переносному фіксаторі для ніг і переміщує EV1 через вільний простір між шаттлами. Source: NASA / CAIB Report
 
Двоє членів екіпажу (названі CM1 і CM2), поза всяких сумнівів страждають від психічного розладу через тривале перебування в таких умовах, до цього моменту вже були б одягнені в скафандри й чекали в шлюзовий камері "Колумбії", для того, щоб допомогти в перенесенні речей з «Атлантіса». EV1 передав би запаси в шлюзову камеру "Колумбії", після чого допоміг би CM1 і CM2 вийти з неї і дістатися до «Атлантіса».
 
 далі буде в третій, заключній частині…
  
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.