Iba drobné poruchy (Apollo 13)

Autor: Juraj Petrovič | 23.6.2010 o 7:17 | Karma článku: 13,25 | Prečítané:  4054x

Drobné poruchy väčšinou neznamenajú žiadny vážny problém. Ale ak sa ich reťaz spojí, môže sa stať to, čo sa stalo Apollu 13. Poďme si tento príbeh povedať trošku inak, ako ste ho možno videli v inak výbornom filme Rona Howarda.

Jedným z testov, ktoré sa na testami priam prechatej misii Apolla 9 realizoval ešte pred odpojením LM od CSM bol aj zážih zostupového motora LM. Cieľom bolo zistiť, ako sa toto veľké súlodie bude správať, ak by vypadol hlavný motor SPS a bolo by pre korekcie dráhy potrebné použiť zostupový motor lunárneho modulu. Zážih a následné vyhodnotenie ukázali, že takéto manévrovanie s loďou Apollo je prakticky možné, aj keď samozrejme len ako núdzový postup.

Na Apolle 11 sa realizoval zas iný druh testu. Keď sa Neil a Buzz vrátili z mesačného povrchu a odpojili vzostupovú časť LM Eagle, nenaviedli ho na kolízny kurs s Mesiacom, ale ponechali ho na obežnej dráhe úplne zapnutý. Cieľom tohto testu bola zas skúška elektroniky po vyčerpaní všetkej chladiacej vody. Eagle sa držal statočne, ešte 6 hodín po spotrebovaní všetkej chladiacej vody elektronika, medzičasom pekne prehriata, fungovala.

Dva, na prvý pohľad vzájomne nesúvisiace testy lunárneho modulu. Ako uvidíme neskôr, to, že výsledky boli súčasťou kolektívneho vedomia letových kontrolórov, systémových inžinierov a ďalších pracovníkov NASA, bolo jedným z kľúčových momentov pri zvládnutí najhoršej krízy, s akou sa NASA vo svojej dovtedajšej histórii potýkala.

Ale vráťme sa do roku 1962. Počas projekcie a vývoja CSM lode Apollo v North American Aviation (NAA) bol navrhnutý aj systém kryogénnych nádrží na kvapalný vodík (LH) a kvapalný kyslík (LOX). Tieto nádrže slúžili primárne ako zdroj energie. Apollo nemalo solárne články, všetku energiu mu dodávali palivové články, fungujúce na báze reakcie kyslíka a vodíka, pri ktorej vznikal elektrický prúd, voda a teplo. Prvé dve komodity boli mimoriadne žiadané. Kyslíkové nádrže okrem toho zásobovali CM kyslíkom na dýchanie. CM bol vybavený len malou kyslíkovou nádržou so zásobou pre dobu, počas ktorej Apollo pristávalo a bolo teda už bez servisného modulu. Počas letu CSM fungovala táto nádrž aj ako vyrovnávacia tlaková nádoba, ktorá vyrovnávala tlak v celom kyslíkovom rozvode. Rovnako sa v CM nachádzali 3 batérie, dobíjané počas spoločného letu CM a SM trvalo energiou z palivových článkov.

Súčasťou systému nádrží, uloženého v jednej zo šiestich sekcií SM, boli ventilátory, vyhrievacie telesá, ako aj teplotné čidlá, ktoré merali teplotu v nádrži. Súčasťou vyhrievacích telies boli aj relé, ktoré pri teplote v nádrži vyššej ako 27 °C vypínali vyhrievacie telesá. Palivové články Apolla vyrábali elektrickú energiu s napätím 28V a na toto napätie bol celý elektrický systém Apolla navrhnutý.

Počas vývoja sa ale prišlo na to, že pri testovaní na štartovacej rampe bude loď napájaná zdrojom, ktorý mal napätie 65V. Preto NAA zmenila špecifikáciu všetkých elektrických zariadení CSM na toto napätie. Vlastne, takmer všetkých. Relé pre blokovanie ohrevu nádrží zostali z nepochopiteľných dôvodov stále navrhnuté len na napätie 28V a tak aj boli dodávané.

Presuňme sa do roku 1968, kedy boli do CSM 106, pôvodne plánovaného pre let Apolla 10 inštalované kryogénne nádrže na kovovom ráme. Výrobcom bola spoločnosť Beech Aircraft v Colorade. Aj táto sada nádrží mala nesprávne relé ohrievacích telies, navrhnuté len na napätie 28V. Keďže ale na systéme kryogénnych nádrží došlo k technickým zmenám a vylepšeniam, bolo rozhodnuté, že nádrže sa demontujú, upravia a namontujú do niektorého z neskorších CSM.

Nádrže sa z SM demontovali spolu so svojím rámom a potrubnými spojmi, bolo to oveľa jednoduchšie, ako zo spleti trubiek a ventilov demontovať len samotné nádrže. Kovový rám, ktorý obsahoval komplet nádrží, bol k rámu samotného SM prichytenými štyrmi veľkými nitmi.

21. októbra 1968, presne v deň, kedy pristávalo Apollo 7, inžinieri v NAA odstránili nity a pripravili sa na vyzdvihnutie nádrží z CSM 106. Nikto si ale nevšimol, že jeden zo štyroch nitov zostal na svojom mieste. Keď žeriav začal zdvíhať rám s nádržami, rám sa zdvihol len o 5 centimetrov, žeriav skĺzol a rám s nárazom dopadol naspäť na svoje miesto.

V takýchto situáciách sa používali štandardné postupy pre zisťovanie škôd. Aj keď náraz nebol veľký a výška pádu bola takmer zanedbateľná, nič sa nezanedbalo. Nádrže sa pozorne preskúmali a bolo usúdené, že sú v poriadku. Krátko na to boli demontované, inovované a osadené do SM 109, neskoršej časti lode Apollo 13.

Posledný kamienok mozaiky a konečná príčina neskorších udalostí sa stala až na rampe 39A, počas predštartových testov Apolla 13. Jedným z testov, ktorým dodnes prechádza každá vesmírna loď je simulovaný štart. Ten zahŕňa aj tankovacie procedúry a preto sú všetky nádrže naplené palivom. Takže aj v čase Apolla 13 boli kryogénne nádrže naplnené LOX a LH, aby loď mohla fungovať z vlastných energetických zdrojov.

Test prebehol v poriadku, neobjavili sa žiadne anomálie. Až do momentu, kedy bolo treba vyprázdniť kryogénne nádrže. Tu je treba povedať si niečo o kryogénnych kvapalinách. Ide o skvapalnený plyn, ktorý je pod tlakom v nádrži, izolovanej za pomoci vákua. Izolácia týchto nádrží je tak dobrá, že ak by sa v nádrži nechal jej obsah (kvapalný kyslík s teplotou -186 °C, trvalo by dva roky, pokiaľ by teplota v nádrži dosiahla 0 °C. Aby bolo počas letu zabezpečené, že kvapalné plyny prúdia do palivových článkov pod správnym tlakom, v nádržiach boli vyhrievacie telesá. V beztiažovom stave je skvapalnený plyn v nádrži spočiatku vo forme relatívne homogénnej zmesi plynu a kvapaliny. Časom majú kvapalné plyny ale tendenciu rozmiestniť sa v nádrži veľmi nerovnomerne, čo jednak spôsobuje problémy v palivových článkoch, jednak komplikuje meranie ich množstva a tlaku. Preto boli kryogénne nádrže vybavené aj ventilátormi, ktorými astronauti počas letu častu miešali obsah nádrží, aby bolo rozloženie plynu v nádrži rovnomerné.

Nádrže mali samostatné výpustné potrubia, ktoré sa počas letu nepoužívali, slúžili práve len a len na vypúšťanie kryogénnych látok počas testov na Zemi. A práve pri vypúšťaní kyslíkovej nádrže č. 2 sa ukázal problém. Nádrž prakticky nebolo možné vypustiť, technici usúdili, že pri páde nádrže pred dvoma rokmi bolo poškodené práve výpustné potrubie. Rozhodli sa problém vyriešiť tým, že kyslík z nádrže „vyvaria". Zapli vyhrievacie teleso a ponechali ho v zapnutom stave, pokiaľ zahriaty a splnený kyslík z nádrže neunikol. Celá procedúra trvala vyše 12 hodín.

Posádka Apola 13, Jim Lovell, Fred Haise a Ken Mattingly o celom probléme vedela. Keď ale technici ubezpečili Lovella, že spomínané potrubie je počas letu nepoužívané a nepredstavuje žiadne riziko, súhlasila s tým, aby nádrž zostala na svojom mieste. Výmena nádrže by spôsobila posun štartu minimálne o mesiac, posádka bola pripravená a ďalší mesiac čakania, keď riziko podľa všetkých bolo minimálne, považovala za zbytočnú stratu času aj peňazí.

A tu sa dostávame k termostatovým relé vyhrievacích telies v kyslíkovej nádrži č. 2. Nikto, ani posádka, ani technici netušil, že v momente, keď cez tieto relé začalo prúdiť napätie, ktoré bolo viac ako dvojnásobné oproti návrhovým hodnotám, relé sa zavarili a prestali regulovať teplotu v nádrži. Technik, ktorý na celý proces dozeral na rampe by si teoreticky mohol, ba mal všimnúť, že teplota v nádrži je vyššia, ako povolených 27 °C. Lenže stupnica teplomera, ktorý sa pre kontrolu používal, končila presne na maximálnej povolenej hodnote. A tak si technik nemal šancu všimnúť, že mimoriadne výkonné vyhrievacie teleso zahrialo nádrž až na približne tisíc stupňov. Teflonová izolácia káblov, vedúcich k ventilátoru v nádrži, ako aj k čidlám v nej umiestneným sa doslova upiekla, popraskala a opadala. O niekoľko dní boli holé medené káble opäť ponorené do kvapalného kyslíka. Jediné, čo v tomto momente delilo nádrž od výbuchu, bola iskra elektrického výboja.

A13_zvarene_rele_500px.JPG
Zvarené relé vyhrievania nádrže LOX v SM. © NASA

Z CSM 109 sa reťazením drobných nehôd, porúch, nesprávneho technického návrhu a bez vedomia kohokoľvek stala časovaná bomba. Netrvalo dlho a Jack Swigert stlačil nevedomky jej detonátor. Ale o tom až nabudúce.

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Už ste čítali?