Avaruussukkula Challengerin onnettomuus (1986) – syyt, tapahtuma ja seuraukset

Tausta

Katastrofiin päättyneen lennon tehtävän nimi oli STS-51-L. Se oli Challengerin kymmenes tehtävä. STS-51-L:n oli tarkoitus lähettää toinen seuranta- ja tiedonsiirtosatelliittien sarjan satelliitista. Sen oli myös tarkoitus suorittaa ensimmäinen lento "Shuttle Pointed Autonomous Research Tool for Astronomy" (SPARTAN-203) / Halleyn komeetta -kokeilu, jonka tarkoituksena oli tarkkailla Halleyn komeettaa.

Yksi miehistön jäsenistä oli Christa McAuliffe, siviiliopettaja. Hän aikoi toteuttaa useita oppitunteja avaruudesta osana Teacher in Space -hanketta ja Shuttle Student Involvement Program (SSIP) -ohjelmaa. Toinen tämän lennon miehistön jäsen, Gregory Jarvis, oli alun perin tarkoitus lentää edellisellä sukkulalennolla (STS-61-C). Hänet kuitenkin siirrettiin tälle lennolle ja hänen tilalleen tuli kongressiedustaja Bill Nelson.

O-rengasongelmat

O-rengas oli osa sukkulan kiinteän raketin kantoraketin kantorakettia, joka oikein toimiessaan esti kuuman kaasun pääsyn ulos kantoraketin teräskuoren liitoskohdista, joita kutsutaan kenttäliitoksiksi. Jokaisessa kantoraketissa oli kolme kenttäliitosta, ja jokaisessa liitoksessa oli kaksi kumista O-rengasta, yksi pää- ja yksi vararengas, jotka kiersivät kantoraketin. Kun kantoraketteja testattiin vuonna 1977, kantorakettien sisäisen paineen aiheuttama voima sai kuitenkin teräsosat taipumaan poispäin toisistaan kenttänivelissä, jolloin O-renkaiden tiivisteet rikkoutuivat ja kuumat kaasut pääsivät ulos. Tätä kutsuttiin "nivelen kiertymiseksi", ja jos kuumien kaasujen "puhallus" O-renkaita vasten olisi ollut tarpeeksi paha, se olisi voinut tuhota renkaan ja aiheuttaa tehostimen räjähdyksen. Todettiin kuitenkin myös, että kumiset O-renkaat siirtyivät nostovoimien vaikutuksesta ja muodostivat tiivisteen joka tapauksessa, mitä kutsuttiin "ekstruusioksi", joten NASA ei pitänyt ongelmaa niin vakavana.

O-renkaiden puhkeamista oli havaittu Shuttle-sukkulan varhaisilla lennoilla, ja vauhdittimia rakentaneet insinöörit havaitsivat kaavan: puhkeamista tapahtui enemmän kylmissä lämpötiloissa. Boostereita rakentanut Thiokol-yhtiö oli työstänyt korjaustapaa, mutta ei ollut kertonut siitä NASAlle, vaikka O-renkaat olivat "kriittisen tason 1" osia, mikä tarkoittaa, että jos ne eivät täyttäisi tehtäväänsä, raketti tuhoutuisi. Kriittisyysluokan 1 osat eivät myöskään saaneet turvautua vara-osaan turvallisuuden takaamiseksi - tämä tarkoitti sitä, että kantoraketin vara-OS-rengas ei ollut riittävän hyvä pitämään astronautteja turvassa.

Laukaisu

Avaruussukkulan laukaisuaamuna oli epätavallisen kylmä. Insinöörit väittivät, että Challengerin ei pitäisi lähteä matkaan, koska lämpötila oli -1 °C (273 K) ja koska O-renkaat eivät voisi tiivistyä oikein, jos lämpötila olisi alle 12 °C (285 K). NASAn komentajat eivät olleet samaa mieltä ja sanoivat, että vara-O-rengas toimisi. He osoittautuivat myöhemmin vääriksi. Lämpötila oli niin alhainen, että joistakin laukaisualustan osista roikkui jääpuikkoja. NASA:n komentajat saivat kuitenkin insinöörien esimiehet suostumaan ja hyväksymään laukaisun.

Challenger nousi ilmaan tasan kello 11.38 EST. Ensimmäisten neljän sekunnin aikana laukaisualustan kamerat näkivät harmaata savua, joka tuli oikean kantoraketin perän (alimman) kenttänivelen kohdalta. Tämä johtui O-renkaiden osittaisesta tuhoutumisesta - ne olivat jäätyneet jähmettyneiksi eivätkä pystyneet tiivistämään, joten kuumien kaasujen puhallus poltti ne kokonaan pois ennen kuin "puristuminen" ehti tapahtua. Palavan rakettipolttoaineen muodostama alumiinioksidi kuitenkin tukki raon ja muodosti heikon tiivisteen. Challenger oli toistaiseksi turvassa, ja se poistui nopeasti laukaisutornista.

Ajoneuvon hajoaminen

Challenger lensi normaalisti lähes minuutin ajan. Kuitenkin 59 sekunnin kohdalla alumiinitiiviste rikkoutui. Tämä mahdollisti palavan rakettipolttoaineen pääsyn ulos O-renkaan rikkoutuneen osan läpi. Oikeanpuoleisesta SRB:stä nousi näkyvä tulipalo, joka poltti sekä ulkoisen polttoainesäiliön että metallipalan, joka piti nämä kaksi kiinni toisissaan. Tämä savupilvi paloi polttoainesäiliön pohjan läpi, jossa nestemäistä vetypolttoainetta säilytettiin. 68 sekuntia nousun jälkeen moottorit lisäsivät tehoa tuottaakseen suurimman mahdollisen työntövoiman (ns. throttling up). Lennonjohtimet ilmoittivat sukkulan miehistölle, että heidän lentotilansa oli "go" kuristusvaiheessa. Lennon komentaja Dick Scobee vastasi: "Selvä. "

Kuitenkin 72 sekuntia laukaisun jälkeen polttoainesäiliön läpi palanut tulipalo poltti myös liitosmetallin läpi, jolloin oikea kantoraketti jäi roikkumaan vain etummaisesta (ylimmästä) kiinnityskohdasta. Challenger ajautui yhtäkkiä pois suunnitellulta reitiltään, minkä miehistö saattoi tuntea. Puoli sekuntia myöhemmin Smith sanoi viimeiset sanat, jotka tallentaja, joka oli suunniteltu tallentamaan kaikki vuorovaikutustilanteet sukkulan miehistön alueella lennon aikana, kuuli: "Uh oh...". Smith saattoi vastata sukkulan tietokoneen kertomaan hänelle, että moottorit toimivat nopeasti kompensoidakseen nyt irronneen kantorakettitehostimen turhaan yrittäessään saada sukkulan takaisin suunnitellulle reitille. Oikea tehostin, joka oli vapaa heilumaan jäljellä olevan liitoksensa ympärillä, kääntyi ulospäin ja osui polttoainesäiliön yläosaan juuri kun vetyä sisältävä säiliö rikkoutui. Palava nestemäinen polttoaine työnsi vetysäiliön nyt rikkoutuneeseen ylempään happisäiliöön ja tuhosi molemmat. Kaksi nestemäisen polttoaineen osaa yhdistyivät ja räjähtivät yhdellä kertaa nielaisten Challengerin valtavassa räjähdyksessä. Paksusta teräksestä valmistetut polttoainetehostimet selvisivät tästä, ja vaikka itse räjähdys ei tuhonnutkaan Challengeria suoraan, se työnsi sukkulan väärään kulmaan sen lentoreittiä varten ilmassa, mikä aiheutti valtavan määrän vastusta, joka repi Challengerin kappaleiksi.

Vähän tiedetään siitä, mitä tapahtui eron jälkeisinä minuutteina. Miehistön hytti oli vielä ehjä, kun se alkoi pudota, koska se oli rakennettu vahvaksi. Virallisessa onnettomuusraportissa kerrotaan, että miehistö selvisi ensimmäisestä hajoamisesta ja että ainakin kolme ihmistä oli vielä elossa. He pystyivät liikuttamaan kytkimiä, jotka vaativat suojuksen irrottamista ennen kuin niitä pystyi liikuttamaan, luultavasti silloin, kun he yrittivät saada aluksen takaisin hallintaansa, sekä aktivoimaan ilmapakkauksiaan. Miehistön matkustamossa ei ollut minkäänlaista laskuvarjoa, ja se syöksyi mereen pudottuaan 2 minuutin ja 45 sekunnin ajan noin 207 mailin (333 kilometrin) tuntinopeudella. Miehistö, joka olisi saattanut selvitä ensimmäisestä hajoamisesta, kuoli välittömästi yli 200 kertaa normaalin painovoiman voimasta. Tämä on kuin nousisi 0:sta yli 4 400 mailin tuntinopeuteen (7 100 kilometriä tunnissa) ja hidastuisi sitten takaisin 0:aan sekunnissa.

Tutkimus

Monet ihmiset halusivat tietää, miksi Challenger räjähti. Presidentti Ronald Reagan pyysi raporttia katastrofista. Sitä kutsuttiin Rogersin komission raportiksi, ja sen kirjoitti ryhmä astronautteja, tiedemiehiä ja insinöörejä. He selvittivät, mitä oli tapahtunut ja miksi Challenger räjähti. Raportissa todettiin, että NASAn vastuuhenkilöt eivät kuunnelleet insinöörejä, jotka sanoivat, että O-renkaat eivät olleet turvallisia, ja että vastuuhenkilöt luulivat joskus, että sukkulan osat olivat hyvin tehtyjä, vaikka ne eivät olleetkaan. He myös kirjoittivat, että NASA teki joskus vaarallisia asioita, koska ihmiset suuttuisivat, jos sukkulan laukaisut viivästyisivät.

Sukkulalentoja ei ollut raportin kirjoittamisen aikana. Raportin kirjoittamisen jälkeen NASA:n oli oltava varovaisempi monin eri tavoin.

Aiheeseen liittyvät sivut

• Avaruussukkula Columbian onnettomuus