Сегодня исполнилось ровно 20 лет катастрофе Шаттла Columbia. Трагедия унесла жизнь 7 астронавтов и навсегда изменила полёты в космос. Предупреждаю сразу, что это будет гигантский тред, в котором я хочу рассказать про страшные подробности аварии и можно ли было спасти экипаж? 
За последние годы я неоднократно возвращался к изучению этой истории и несколько раз менял своё мнение, но каждый раз она оставляет после себя тяжёлые чувства. Самое страшное — аварию не только можно было избежать, если бы не отрицание проблем, но и экипаж можно было спасти.
Как и в случае с Шаттлом Challenger, который взорвался во время пуска в январе 1986, катастрофа Колумбии не была простой случайностью. В обоих случаях причиной стали грубые инженерные ошибки, которые были изначально заложены в программу, и на которые закрывали глаза.
Но сперва немного истории. Columbia был 1 из 5 построенных челноков. На разработку и создание ушло более 9 лет, а новая система обещала не только сделать полёты в космос дешёвыми и регулярными, но и настолько простыми и безопасными, что астронавтами смогут стать простые люди.
И поскольку Колумбия была первой, она отличалась от других Шаттлов. Вообще все челноки были уникальными, но Колумбия была первой, и поэтому для анализа данных, на ней было установлено множество дополнительных сенсоров, которые позже помогут более точно восстановить ход аварии.
В начале 2000-х NASA занималось строительством МКС, а поскольку Columbia была тяжелее других челноков, то её использовали для остальных научных миссий. Стоит учитывать, что после 90-х бюджеты NASA сильно упали, а полёты Шаттлов оценивали в $400 млн. за пуск.
Миссия STS-107 была 113 полётом для Шаттлов и 28 для Columbia, которой на тот момент было 20 лет. В грузовом отсеке установили дополнительный модули и блок Spacehab для проведения 80+ экспериментов. Экипажу пришлось работать в 2 смены 15 дней, чтобы выполнить все задачи на орбите
16 января 2003 года Columbia отправилась в свой последний полёт. И на 82 секунде после старта произошло событие, которое предопределило дальнейшую судьбу экипажа и американской космонавтики в целом. Ни центр управления, ни сами астронавты ещё не знали, что уже обречены.
На 82 секунде от оранжевого топливного бака отделяется кусок изоляционной пены, и на скорости почти 900км/ч врезается в левое крыло челнока. Мы ещё вернёмся к подробному разбору этого момента, но стоит добавить, что подобные ситуации были и до этого, но их не считали серьёзными.
На второй день инженеры NASA заметили эту аномалию. Они всегда анализируют записи пуска с разных ракурсов, и оповестили менеджмент о возможной проблеме. На тот момент ни у кого не было представления о масштабах ситуации и требовались дополнительные наблюдения с других систем.
NASA, будучи публичным государственным агентством, обязано оповещать общественность о проблемах. Но историю с куском пены преподнесли как несущественную, и миссия продолжилась без каких либо изменений. Возвращении Колумбии было запланировано на 1 февраля 2003 года.
Тут стоит добавить, что для каждого этапа полёта Шаттла предусматривалось множество сценариев на случай непредвиденных обстоятельств. После катастрофы Challenger правила сильно ужесточились, но в основном они были направлены на решение старых проблем, а не потенциально новых.
Более того, астронавты даже тренировались устранять внешние повреждения прямо на орбите, используя подручные средства на манер Apollo 13. Именно для этого почти на каждой миссии Шаттла было 2 скафандра для выхода в открытый космос. К этому моменту мы тоже вернёмся чуть позже.
Поскольку проблема не была эскалирована и заминалась менеджментом (знакомо?), у инженеров не было возможности оперативно привлечь ресурсы и спутники для съёмки. Экипаж попросили осмотреть крыло из кабины, из которой не были видны проблемы, да и снимки с земли ничего не показали.
То есть экипаж Columbia даже не оповестили должным образом, что с челноком не только могут быть серьёзные проблемы, но и на данном этапе не предпринимаются какие-либо действия для их спасения. Уже было поздно. В момент, когда начался спуск, экипажу оставалось жить всего 16 минут.
1 февраля 2003 года Шаттл Columbia начинает вход в атмосферу по штатной программе. Ровно через 9 минут центр управления замечает потерю датчиков внутри левого крыла. Раскалённая плазма уже прожигает челнок изнутри, но проблему списывают на ошибку в показаниях, спуск продолжается.
Ещё через несколько минут срабатывает датчик потери давления в левом шасси. Через 7 секунд последнее сообщение с Колумбии оборвётся на полуслове. И через 30 секунд появятся страшные кадры разрушения Шаттла Columbia на высоте 55км. На тот момент все понимают, что корабль потерян.
В центре управления звучит фраза "Lock the doors". И это последние слова, которые хочется услышать во время миссии. Никакой надежды уже нет. Никто не мог покинуть ЦУП, пока не сохранил данные и телеметрию в своих компьютерах, и не записал показания.
В этот момент в Центре Управления также находился доктор Джонатан Кларк, который внимательно следил за возвращением Колумбии. Его жена Лорен была членом экипажа миссии STS-107. И Джонатан буквально в прямом эфире стал свидетелем трагической гибели своей жены и ещё 6 человек.
Новости о разрушении Колумбии практически сразу попадают во все новостные сводки. Шансов на выживание экипажа нет. Достаточно быстро начинается операция по поиску обломков, которые разлетелись на сотни километров через несколько штатов, основная часть пришлась на Техас.
В NASA усвоили горький опыт катастрофы Шаттла Challenger, и сразу начали системно собирать все найденные детали челнока, а не сваливали в одну кучу. Всего удалось собрать почти 40% Шаттла, включая некоторые личные вещи экипажа, которые в том числе прольют свет на судьбу корабля.
В предыдущих твитах я специально не вдавался в детали и точную хронологию событий, ведь все они появились только через 7 месяцев после расследования комиссии Columbia Accident Investigation Board (CAIB). Удалось установить причины, нарушения и точный ход катастрофы.
Мы уже знаем, что на 82 секунде от левой части верхнего крепления топливного бака отломился кусок изоляционной пены, который ударил по передней кромке левого крыла. Мало того, что точно такая же проблема была в 4 предыдущих полётах, но во время КАЖДОГО пуска по Шаттлу что-то било
То есть, существующее жёсткое требование инженеров, что по хрупкой теплозащите Шаттла ничего не должно попадать, просто нарушалось каждый раз. И поскольку в предыдущие разы все удары носили не очень серьёзный характер, то менеджмент годами закрывал глаза на проблему. Летает же…
Передняя часть крыла Шаттла является одним из самых нагреваемых элементов, поэтому сделана из укреплённого углерода, а это прочный материал. И как показали эксперименты во время расследования, даже небольшой кусок пены может легко её пробить во время пуска, это вопрос скорости.
Но Шаттлу не нужны большие толстые крылья. Они появились из-за требования военных (которые дали бюджет, когда закончились деньги) для пары узких задач… которые Шаттл никогда по итогу не выполнял. Крылья буквально стали мёртвым грузом.
В предыдущих тредах я рассказывал, что космическим аппаратам такого типа, для посадки на большой скорости достаточно маленьких крыльев, что наглядно видно в старых проектах или новом челноке Dream Chaser. Аэродинамика Шаттла близка к летающему кирпичу, нежели к самолёту.
В итоге на орбите Columbia висела с пробоиной неизвестного размера. Более того, было зафиксировано отделение некого куска. Но менеджмент не считал проблему серьёзной, а выход астронавтов в скафандрах для внешнего осмотра посчитали неоправданно рискованным. Зачем время тратить?
Повторюсь ещё раз, потому что этот факт не укладывается у меня в голове. Вышестоящий менеджмент не предпринял никаких действий вообще — не оповестили экипаж, не одобрили осмотр, даже программу входа в атмосферу не скорректировали, чтобы снизить нагрузку на левое крыло.
А теперь про страшные детали катастрофы. От входа в атмосферу до разрушения челнока прошло ровно 16 минут. Первые 8 минут всё шло штатно, но затем на высоте 72км компьютер Шаттла начинает корректировать нарастающую внешнюю силу на левое крыло, которое уже плавно разрушается.
Ещё через минуту Центр Управления замечает отсутствие данных с 4 датчиков внутри системы гидравлики крыла. Потеря старых датчиков — далеко не самое шокирующее событие для 20ти летнего челнока, так что спуск продолжается в штатном режиме. Горячие газы уже внутри крыла.
Примерно ещё через 36 секунд от Шаттла отделился первый большой обломок. Columbia продолжает лететь по штатной программе переодически наклоняясь в разные стороны для распределения нагрузки. Ещё через 3 минуты на высоте 66км в левом крыле будет заметна аномалия на камерах слежения
Спустя 14 минут после начала входа от Шаттла отделился кусок верхней части крыла. Через 20 секунд Центр управления и астронавты получили сигнал о потере давления в левом шасси. ЦУП предупредил экипаж о проблеме, но их ответ оборвался на полуслове из-за *ожидаемой* потери связи.
В течение следующих 40 секунд ЦУП и экипаж получили предупреждение о непонятном статусе левого шасси. После срабатывают двигатели маневрирования для корректировки положения. Система не понимала данные с левого крыла, но продолжала корректировать нарастающую аномалию в траектории.
На 15 минуте и 23 секундах спуска от экипажа Шаттла Columbia приходит последнее сообщение по радио. Оно вновь обрывается на полуслове. Ещё через 1 секунду и на высоте 62км в кабине срабатывает сигнал тревоги. Отказывает гидравлика в системе управления левого крыла, шасси тоже всё
Ещё через несколько секунд включаются все задние маневровые двигатели. Автоматика пытается корректировать траекторию. Шаттл начинает заваливаться, всё больше обломков отделяется от корабля. На данном этапе Columbia уже неуправляема, но самое страшное всё ещё впереди.
В течение следующих 30 секунд от Колумбии отваливается левый блок орбитальных двигателей и фрагменты крыла. Экипаж понимает, что есть проблема в управлении и быстро перезапускает вспомогательную силовую установку и насосы для компенсации потери давления в гидравлике.
Этот момент получится установить благодаря найденому куску приборной панели с переключенными тумблерами. Но уже поздно, через 13 секунд на высоте 55км Шаттл Columbia развалится за долю секунды. Полностью разрушено левое крыло, задняя часть с двигательным блоком и грузовой отсек
В течение следующих 10 секунд происходит резкая разгерметизация кабины. На видео хорошо видно, как все сидят с открытыми шлемами, некоторые без перчаток. Экипаж не был готов к такому развитию событий. От резкого скачка давления почти все потеряли сознание.
На резкую разгерметизацию ещё и косвенно указывает тот факт, что зона разброса личных вещей экипажа отличается от других частей самой кабины. То есть давление упало быстро и выбросило через пробоину вещи и оборудование, и в итоге они упали в другом месте.
В этот момент все члены экипажа уже мертвы. Остатки передней части корабля и кабины начинает закручивать ещё сильнее. Простите за этот страшный факт, что из-за этого тела астронавтов просто болтаются в креслах и получают травмы несовместимые с жизнью, позже не выдержат даже ремни
В течение 20 секунд кабина развалится. От экипажа практически ничего не останется. Остаться целым невозможно, ещё добьют летящих обломки. И сами скафандры тоже не приспособлены для выживания на такой высоте и скорости. Позже получится найти останки всех членов экипажа.
Удивительно, но это не последняя кровь Шаттла. Во время поиска обломков также разобьётся вертолёт с группой поисковиков. Из-за аварии погибнет ещё 3 человека. Вся операция длилась около месяца, а обломки находят до сих пор, хотя кто-то предпочёл оставить кусочек при себе.
По сути катастрофа Колумбии стала точкой невозврата для всей программы. Шаттлы не будут летать ещё 3 года, но администрация Буша поставит жирную точку. У американской пилотируемой космонавтики теперь был дедлайн — достроить МКС, обслужить ещё раз Хаббл и на этом всё.
Но вернёмся к августу 2003 года. Комиссия CAIB официально завершила своё расследование и установила точную причину аварии. Также был выдвинут ряд требований, которые должны были повысить безопасность оставшихся полётов, но все понимали, что дни Шаттла сочтены.
Было установлено и точное место отвалившегося куска пены, и примерный размер, и траектория полёта. Компьютерные симуляции и эксперименты показали, что у левого крыла Колумбии не было шансов. Также были выявлены и другие нарушения, которые скорее всего не имели отношение к аварии.
Причиной катастрофы стал не только кусок пены, но и серьёзные нарушения в эксплуатации и норм безопасности со стороны NASA, и даже нехватка бюджета со стороны Конгресса. По сути не было ресурсов соблюдать все требования. Но самое главное — культура отрицания проблем.
Можно ли было спасти Колумбию? Расследование комиссии показывает, что да. Более того, было даже реалистичных 2 сценария, при которых можно было попытаться спасти челнок и команду, либо только экипаж. Время для этого было. Так что давайте рассмотрим эти сценарии.
Речь пойдёт о 2 реалистичных вариантах, которые учитывают сроки и возможности. Было рассчитано, что если бы проблему признали на второй день, то у экипажа была возможность остаться на орбите аж до 30 суток при учёте всех ресурсов. Пришлось бы экономить и меньше какать, но можно.
Вариант 1 — осмотр и ремонт. Если бы на 6-7 день астронавты провели бы инспекцию крыла, то у них была бы возможность оценить размер дыры и повреждения. В этом бы случае её пришлось бы заделывать всеми подручными средствами, чтобы уменьшить нагрев и проникновение плазмы в крыло.
Также пришлось бы корректировать вход в атмосферу по другой траектории, сделав его "более мягким". А экипажу также пришлось бы выпрыгнуть из челнока на высоте 10км (парашюты были). К сожалению, кустарный ремонт не гарантировал успех, но по крайней мере снизил бы шансы катастрофы.
Вариант 2 — спасательная операция на орбите. Так вышло, что во время миссии STS-107 к запуску параллельно готовился Шаттл Atlantis, который можно было бы использовать для спасения. К слову, Atlantis полетит первым после катастрофы Колумбии, но лишь спустя 3 года.
Инженеры посчитали, что если полёт Columbia растянули бы до 30 дней, то было бы достаточно времени для ускоренной подготовки Атлантиса и команды из 4 человек. При консервативном сценарии в запасе даже оставалось 36 часов. Но чем конкретно было вызвано ограничение по времени?
Главным фактором была система жизнеобеспечения, а точнее фильтры CO2. Всего остального хватало с запасом. Даже запаса энергии, но при условии, что всё ненужное бы отключили. Если кто-то из вас помнит фильм или читал историю Аполлон 13, то о проблеме с фильтрами уже слышали.
После сближения двух кораблей на орбите, двое астронавтов из Атлантиса помогали бы измотанной команде Колумбии перебраться по тросу во второй челнок. Это была бы сложная операция длительностью 8-9 часов, но с высоким шансом успеха. Тем более, нужное оборудование уже было.
И уже 11 человек на борту одного корабля также бы вернулись домой. Но есть 2 важных фактора, которые усложняли такой вариант спасения. Во-первых, подразумевалось, что ускоренная подготовка Атлантиса пройдёт без серьёзных проблем, а они могли быть. Сроки были максимально сжатыми.
Во-вторых, вновь пришлось бы рисковать жизнями и отправлять Шаттл как есть — с теми же фундаментальными проблемами. С риском, что опять что-то может его подтвердить. Но дополнительный осмотр в любом случае закладывался в план полёта. Но этот сценарий посчитали наиболее успешным.
Уже понятно, что экипаж Columbia был обречён не из-за куска пены, а в первую очередь из-за людей. Если бы на проблему просто не закрыли глаза, то у экипажа по крайней мере был бы шанс на спасение. Но были ли сделаны выводы из этой катастрофы? Да, и достаточно много.
Программу Space Shuttle официально закроют в 2011 году. Но перед этим NASA придётся внести ряд серьёзных изменений в конструкцию челнока и операции, чтобы завершить все важные миссии, в том числе строительство МКС. Увы, без Шаттлов станцию нельзя было достроить.
То самое крепление, у которого оторвался кусок, в итоге изменят и поставят утеплители. Да и за самим полётом стали следить внимательнее, улучшили камеры и оборудование слежения, чтобы быстро оценивать ущерб от пуска.
Также все миссии (кроме одной), теперь закладывали встречу и стыковку к МКС на случай непредвиденных обстоятельств. К тому же со станции проводился и детальный осмотр теплозащиты корабля со всех ракурсов. По сути строительство МКС итак было целью, так что изменения логичные.
Повреждения в ходе осмотра конечно замечали. Но даже если МКС была далеко, то теперь на всех оставшихся 3 Шаттлах был установлен манипулятор с камерой для осмотра. По сути экипаж мог сам провести инспекцию теплозащиты и передать данные в ЦУП.
Также стало понятно, что для будущих программ откажутся от скафандров ACES (в Orion уже другие), а астронавты будут сидеть в ложементах, которые будут фиксировать всё тело. Кресла у Шаттлов были ужасные. И да, полная герметизация скафандра во время пуска и посадки.
Но самый главный урок — больше никаких Шаттлов. Только ракеты с обязательной системой спасения. Только вертикальное крепление, а не корабль сбоку. Повторюсь, во время каждого полёта в теплозащиту Шаттла что-то попадало, а плитки отваливались. Ракетопланы были признаны опасными.
Но у этой истории будет неожиданное последствие. Конгресс предложит отдать пилотируемые и грузовые полёты к МКС молодым частным компаниям, которые смогут сделать их дешевле. А NASA переключится на научные миссии и большие программы, например полёты к Луне.
Америка и Европа будут вынуждены 9 лет платить и летать на Союзах. Это был репутационный удар и осознанный выбор в пользу пусть и неудобной, но надёжной (кхе-кхе) системы. Сейчас к МКС активно летает Crew Dragon, а после многих задержек скоро полетит и Boeing Starliner.
NASA часто критикуют за излишне консервативный поход, который увеличивает сроки в пользу безопасности. Но история Challenger и Columbia (и даже Apollo 1) показала, что космос не прощает ошибок. Безопасность должна быть превыше всего. И это хорошо видно на примере ракеты SLS.
Миссия STS-107 унесла жизнь 7 астронавтов: Дэвид Браун, Лорел Кларк, Майкл Андерсон, Илан Рамон, Рик Хасбанд, Калпана Чавла и Уильям МакКул. Каждый последний четверг января NASA проводит Day of Remembrance в честь экипажей Apollo 1, Шаттла Challanger и Columbia.
Под конец этого треда хочу извиниться, что забыл упомянуть один факт. Во время миссии STS-125 к Хабблу, на старте стояло сразу 2 Шаттла (основной Atlantis и запасной Endeavour) на случай, если придётся спасать экипаж Атлантиса на орбите. Плюс забыл ещё пару фоток, но ладно.
Несмотря на все проблемы программы Space Shuttle, она смогла оставить важнейший культурный след и совершить множество миссий. Подойди на улице к рандомному человеку и попроси нарисовать космический корабль — скорее всего он будет похож именно на Шаттл. vimeo.com/51621640
Свой последний в рамках программы совершит Шаттл Atlantis 21 июля 2011 года. Миссия STS-135 доставит последние большие компоненты к МКС и формально закончит строительство основной части станции. Позже Шаттлы Discovery, Atlantis и Endeavour передадут в музеи.
Так получилось, что почти ровно 4 года назад я начал писать эти треды именно с темы гибели Challenger и Columbia. Не самые приятные темы, но из этой истории каждый сделает свои выводы и по-другому взглянет на тему освоения космоса. Это одна из самых трудных задач человечества.
Я рад, что за 4 года смог собрать больше интересных фактов и научился лучше писать в твиттер. Знаю, что большинство из вас подписались именно ради таких историй. Как-нибудь обязательно напишу про интересные факты Шаттлов (один раз пришлось какашки рукой к стене прижимать).
Искренне благодарю всех за внимание, поддержку и ретвиты. И отдельное спасибо тем, кто дочитал до конца (всё ещё мои герои). Признаюсь, этот тред дался мне с большим трудом. Ну а если будут вопросы, то жду в реплаях или скидывайте предложения по интересующим темам. Всем спасибо
Я на сегодня всё, можете выдохнуть
Вчера вышло наглядное видео с таймлайном основных событий, телеметрии, траектории и синхронизированной дорожкой из ЦУПа. На данный момент в лучшем качестве. Очень рекомендую для просмотра, прям наглядно всё
Моё лицо, когда утром открыл твиттер. У меня было полное ощущение, что настолько большой тред вам не зайдёт, но я сильно ошибался. Совершенно не ожидал, что будет столько хорошего фидбека и благодарности. Спасибо всем, кто поддержал и поделился, без вас так бы не разлетелось
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
