Золотий план, який може зберегти човнику. Частина 1

Що можна зробити ... Джерело: Lee Hutchinson/NASA/NOAA

«Якщо ми вмираємо, ми хочемо, щоб люди були надані. Ми працюємо з ризикованим бізнесом і сподіваємося, що якщо щось відбувається з нами, програма не затримується. Завоювання простору варто ризикувати життям.
- Астронаут Гус Грішсом, 1965

Перш за все, важливо відзначити, що поломка Колумбії відбувалася під час фази польоту, що, враховуючи поточний дизайн літака, не давав команду будь-який шанс виживання. ?
- Звіт Комісії Запитів у Федеральний дисастер

15 січня 2003, о 10:39 EST, космічний маршрут Колумбії, запущений з колодки 39A Кеннеді Space Center в Флориді. Після того, як тільки 81.7 секунд, шматок теплоізоляції піни знизився на помаранчевий зовнішній паливний бак судна і збитий в вихідний край лівої крила при відносній швидкості не менше 640 км / год, але Колумбійський продовжував свій підйом на орбіту.

НАСА не спостерігала у ударі. На орбіті Землі не вдалося досягнути орбіти Землі, що NASA запустив аналіз зображень, які показали, що крила вплинуло. Відключення відбуваються регулярно під час запуску, а менеджери програми вирішили не робити орбітальні опитування держави Колумбії та візуальної оцінки розміру потенційного пошкодження. На жаль, спеціальна команда НАСА провела теоретичні моделювання зіткнень корабля з крушкою, але не вдалося приїхати до будь-яких остаточних висновків про стан витоку. Продовжено місію.

По суті, вплив розтертий хоча б одним з життєво важливих вуглецево-вуглецевих теплоізоляційних панелей, які обробляють краї крила, залишаючи величезний отвір в крихкій керамічному матеріалі. Через тридцять днів після того, як Колумбия перетворилася на атмосферу, надігріта плазма проникла в інтер'єр корабля через отвір в крилі і трансфер почав розмежуватися.

У Хьюстоні оператори моніторингу спуску Колумбії почали помітити перерву на отримання даних телеметрії з маршруту, після чого всі голосові зв'язки і зв'язки з судном були втрачені. У той час, коли з’явилися докази, що сталося аварійне завершення, оператори продовжували сподіватися на те, що вони були лише з дотриманням технічних помилок. Нарешті, о 9:12 CET, голова ре-контролю Leroy Kane дав наказ, що всі бояться чути, що тільки було чутно раніше, 17 років тому, коли Challenger згорнувся на старті: Заблокувати двері.

Це означалося, що найгірше сталося: місія була зараз в режимі надзвичайних ситуацій. Закрили двері керуючого центру, а оператори, що всередині почали ретельно записувати всю інформацію від своїх консолей управління.

Загинув і всі сім своїх екіпажів. НАСА відноситься до цієї рідкісної і найгіршої можливої ситуації, як ЛОКВ—«Міс Крю і транспорту. й

Загальна заморозка.
«Коломбия втрачається. Ні вижили. й
- Президент Джордж В. Буш у своїй державі адреси Союзу, 14:14 CET, 1 лютого 2003 р.

Весь світ просторової заморозки — спочатку захоплюючи мертві, а потім намагайтеся зрозуміти, що сталося. З’їзд помістив відповідальність розслідування на плечах Комісії з розслідування катастрофи Колумбії (що, як прийнято в НАСА, отримав свою назву-акронім "CAIB", у вимовленні схожу на назву "Gabe"). У місяці після того, як CAIB, в ході його розслідування, інфільтровані всі структури НАСА та її постачальників контрактів.

Моє спогади про те, що слідують стихії, переважають знімками весняних зустрічей і божевільної роботи. Я був адміністратором головного систем Boeing в Хьюстон в той час, і тому що ми підтримуємо програму трансферу, нам довелося шукати і надсилати аналітики НАСОА, купу коробок резервних стрічок, що містять все, що відбулося на кожному з наших серверів центрів обробки даних під час місії.

У серпні 2003 року CAIB опублікував остаточний звіт. Разом з промульгуванням прямої причини, яка була вражати шматочок пінопласту, до звіту міститься серйозна критика рішень, виконаних до і після запуску, зображуючи НАСА як агентство, що ведеться управлінням середнього рівня, обробляється з отриманням високих результатів. Надмірна концентрація структур на власних цілях та звітності специфіки, без додаткового фокусу на об’єднанні та зв’язку між підрозділами, грали принаймні стільки ролі в аварійному зіткненні. Ці звинувачення, які охочувалися в ледь недійсним способом, знайомі з нами з подій 17 років тому, коли багато хто з них вже озвучили Роджерською комісією, яка розслідувала катастрофу.

Нарешті, що сталося з Колумбією призвело не тільки до втрати життя, але і до кінця багатьох кар'єрів на всіх рівнях НАСА. Деякі відомі менеджери польотної програми переведені на інші позиції. повне г, повне г,, показали, від, номер, XNUMX Columbia аварії також ймовірно підкаже передачу директора НАСО Sean O'Keefe. Багато людей, які працювали над місією, включаючи велику кількість людей, які працюють на НАСА в цей день, все ще борються з посттравматичним стресом і виживанням. Всі заплановані маршрутні рейси були призупинені і три Федеральні супутники — Discovery, Atlantis і Endeavor — повернулися до Землі.

НАСА поглянула себе, і ми дивилися, якщо ми пішли знову в космос.

Вибір, який не був зроблений
Щоб отримати повну картину подій, Комісія попросила НАСА встановити, чи мала можливість повернення рейсу STS-107. ?
- Звіт Комісії Запитів у Федеральний дисастер

Наведені вище описують події, які насправді трапилися. Але давайте уявимо почергову історію для місії Колумбії, де НАСА швидко реалізувала, як згасити вплив сміття. Чи існує безпечний спосіб отримати астронавти з орбіти?

На момент написання звіту, CAIB запитав про те, що саме питання, тому вони попросили НАСА розробити теоретичний ремонт та план порятунку для Колумбії, «на прикладі припущення, що пошкодження крила під час запуску було помічено рано». Результатом стала виняткова збірка документів, які з'являються в кінці звіту в додатку Д.13. Він працює під скромним титулом «Можливі сценарії під час польоту STS-107», але сценарій, який описує, що змусить НАСА працювати на межі своїх можливостей, проводячи найбільш амбітну операцію простору вічно.

Інженери НАСА з питань планування мали одну козируючу карту, яка зробила цей план можливо: під час польоту Колумбії STS-107 Атлантіс вже готувався на рейс STS-114, який був запланований для запуску на 1 березня. В той час як Колумбійський був на своєму шляху до орбіти, молодший трансфер був в зоні підготовки космічних апаратів 1 (OPF-1) в Кеннеді космічний центр. Три основних двигуни вже були встановлені, хоча його вантажоперевезення все ще не вистачає льотного обладнання і маніпуляторної руки. Вже два тижні підготовчої роботи і вводять її в робочий стан, після чого його було перевозити через весь космічний центр до величезного Вертикального агрегату, щоб прикріпити до зовнішнього паливного бака і парі ракет запуску твердого палива.



Endeavour при підготовці до OPF-2. Атлантіс пішов з тих же процедур, як Колумбія на його останню місію. Джерело: Lee Hutchinson/NASA/NOAA

І це випливає, що порятунку на орбіті було якомога менш можливим, але підготовка маршруту для польоту є неймовірно складною процедурою, яка передбачає мільйони окремих кроків. Щоб наблизити Атлантида ближче до запуску, планувальники, необхідні для визначення яких кроків, в яких процедури можна сміливо пропуститися без перешкод життя рятувальної команди.

Відчайдушна гонка
Пропонували, що рішення для фіксації маршрутної Колумбії, або рятувальної бригади, повинні були зроблені швидко і без врахування можливих ризиків. ?
- Додаток Д.13 Комісії запитань в Колумбію

Однак, навіть перед цими рішеннями, НАСА також довелося оцінити кількість часу, щоб вони мали підготуватися. Згідно з даними запасів НАСА, планувальники розуміли, що найбільш критична проблема для астронавтів не мала чогось повітря або води, але виробництво надлишок щось інше, а саме вуглекислого газу.

Вага є дуже цінним ресурсом для космічних апаратів. Для кожного граму маси потрібно натиснути на орбіту, ви платите з паливом, яку ви додаємо з додатковою вагою, за яку ви знову сплачуєте ще більш паливом (це беззворотне коло «маси додає паливо, яка додає масу, яка додає паливо, яка додає масу» також називається «краною ракетного рівняння». У разі отримання повітря з космосу судно передається в рейс з обмеженою кількістю повітря всередині, який вони обробляють, повертає відсутні гази до його структури. Простірний трансфер здійснює з ним зберігає рідке киснем і азотом, які перетворюються в газ і змішуються з повітрям всередині відділення екіпажу, для підтримки співвідношення 78% азоту / 21% кисню, як в атмосфері Землі. Тим не менш, команда видає вуглекислий газ, який необхідно видалити з повітря.

Для цього повітря в човні проціджують через контейнери, заповнені гідраксом літію (LiOH), які реагують з молекулами вуглекислого газу і формують кристали карбонату літію (Li2CO3), таким чином ізолюють токсичні молекули CO. Кожна з цих контейнерів містить певну кількість ЛІО, тому їх використання обмежена часом. Columbia була обладнана 69 таких танків.

Тим не менш, важко оцінити, наскільки довго ці 69 танки можуть тривати, оскільки малонадійна інформація про те, скільки вуглекислого газу організм людини може витримати в умовах слабкої ваги. Стандартні правила проведення під час місії вказують на те, що він повинен бути припинений, якщо рівень CO2 перевищує показник часткового тиску 15 мм рт.ст. (близько двох відсотків об'єму повітря в відсіку екіпажу). Інженери, які планують місію, вважають, що вони зможуть розтягувати на складі LiOH на Колумбії, щоб екіпаж мав 30 днів польоту, не перевищивши цей поріг. Однак, це вимагатиме екіпажу, щоб провести кожен півдня в день сну, відпочивати, і що-небудь інше, що не вимагає високої метаболічної активності.



Picture: Джерело: Звіт НАСА/CAIB, Додаток D.13

Якщо команда не змогли зберегти цю низьку активність, лікарі з аеронавтики НАСА спекулювали, що збільшення часткового тиску до 26.6 мм рт.ст. (близько 3,5% об'єму повітряного відсіку) «не мають тривалого ефекту на здоров'я членів екіпажу». Це дозволить команді працювати над більш нормальним графіком з 8 годинами сну і 16 годин прокидності, за вартістю можливих фізіологічних недуг, таких як головні болі, втома та інші проблеми з високим вмістом вуглеводів, які починають проявлятися досить швидко.



Picture: Джерело: Звіт НАСА/CAIB, Додаток D.13

Після фільтрів вуглекислого газу найбільш обмежений елемент киснем. Рідкі запаси кисню використовуються не тільки для відтворення дихаючої атмосфери, але і для створення електроенергії в паливних елементах човна (який змішати киснем і воднем, щоб виробляти не тільки електрику, але і питну воду). Кількість рідких кисневих на борту може бути розтягована протягом одного 30 днів, оскільки фільтри CO2, різко зменшуючи споживання електроенергії Колумбії.

Три продукти, що споживали продукти харчування, води та струменевого палива. Надаючи мінімум руху на частину команди, харчування та води можна розтягнути набагато довше, ніж поставку контейнерів LiOH. Щоб зберегти паливо, судно потрібно буде розташувати в космосі так, щоб вона потребувала мінімум палива, щоб провести його курс.

Коли саме команда Колумбії зможе поставити ці заходи щодо збереження енергії та кисню в дію, залежать від короткого порядку рішення. У сценарію ми розглядаємо, що НАСА визначився на другий день польоту (січень 17), що вплив від wreckage викликало пошкодження. Після цього візьміть ще один день, щоб зібрати зображення Колумбії за допомогою «національних активів», таких як наземні телескопи, а також інші джерела на основі простору (наприклад, шпигунські супутники) під контролем USSTRATCOM.



Джерело: Звіт НАСА/CAIB, Додаток D.13

Якщо зображення були використані для виявлення пошкоджень, Колумбійський негайно ввести режим низької потужності. Якщо зображення не допускаються до інфункції, команда зобов'язала EVA (екстра-вехурна активність) візуально оцінити пошкодження крила, а потім вимкнути споживання електроенергії.

У будь-якому випадку, третій день рейсу позначить початок багатьох безсонних ночей для великої кількості людей.

Немає помилок, не змін.
«Місце сальвації, якщо це можливо, буде випробування для всіх. ?
- Звіт Комісії Запитів у Федеральний дисастер

Планування виходу з маршруту буде прийняти весь 4-й день рейсу (січень 19), але використання резервуарів з гідрасу літію, що вимірюються в день 30 (лютий 15), незалежно від того, що відбувається на Землі. Тому, в той же час, робота була розпочата в Кеннеді Space Center для прискорення підготовки Atlantis.

Прискорення є занадто простим словом, щоб описати тітанічні зусилля, які будуть потрібні. Заходи, які зазвичай приймають тижні або місяці, повинні проводитися протягом години або днів. Для того, щоб провести Атлантида через огляд і підготувати його до запуску.

Це буде три тижні необов'язкової та важкої кругло-розвантажувальної роботи без місця для помилки або несправності. Зона підготовки екіпажів, Вертикальний відділ складання, і Launchpad 39 мали завершити мільйони кроків правильно, і кожен модуль Atlantis мав добре функціонувати вперше. В іншому випадку, всі роботи підуть на відходи.



Джерело: Звіт НАСА/CAIB, Додаток D.13

Вже багато роботи. В першу чергу комп'ютери Atlantis повинні бути перепрограмовані, щоб відповідати змінам місії. На щастя, програмне забезпечення, розроблене для докінгу з ІСД в складі рейсу STS-114, може бути адаптоване до до стикування з Колумбією, хоча більшість параметрів повинні бути змінені. Зміни будуть завантажені на комп'ютери Atlantis під час DOLILU - День оновлення вхідних навантажень, стандартне оновлення програмного забезпечення, яке трансфер отримує два години до запуску. Як правило, DOLILU включає в себе оновлення до системи управління, необхідного для підготовки маршруту для погодних умов в день запуску, але оновлення ми йдемо про зміни абсолютно всіх параметрів перельоту. Це буде найбільшим оновленням програмного забезпечення, коли-небудь спробував запустити диск.

Для того, щоб завершити підготовку до Atlantis, потрібно буде пропустити ряд стандартних перевірок. Всього за 6 днів після приїзду в зону підготовки корабля Атлантіс був потрапити в блок Вертикальної Асамблеї, цілодобова підготовча робота, в якій може заощадити ще 1 день, щоб підключити його до зовнішнього паливного бака і пускового транспорту якомога швидше. Через 4 дні, 30 січня, 15-й день польоту, одна з двох трасованих транспортних засобів перевозить Atlantis на 39-ий стартовий комплекс, де буде розміщено на сайті A або B.



Хмарний день, відстежений транспортер несе Атлантиду для запуску STS-129. Джерело:NASA/WikiMedia

Як тільки корабель був на сайті, остаточний поштовх до запуску. Астронавти, вибрані для цієї місії, будуть літати без відліку. Не буде додаткових перевірок витоків палива. До цього запуску маршрути були на території 14 днів. Команда Atlantis має лише 11 днів, щоб підготуватися до польоту.

А в той час як робітники на мис-Канавералі були бездоганно намагаються випередити графіку, ще більша робота, необхідна для того, щоб зробити в Ландон-Джонсон Космічний центр в Хустоні, тому що серед інших речей, Atlantis потрібна команда.

Робити це право.
«Це дуже важливо мати впевненість, що астрономи зможуть швидко адаптуватися до навколишнього середовища низького рівня.» ?
- Додаток Д.13 Комісії запитань в Колумбію

У штаб-квартирі 7 астронавтів, які будуть завершені половину своїх несподівано розширених місій. Ця задача для НАСА: маршрути космосу були розроблені для 5-7 астронавтів на борту, а Атлантіс потрібло власний екіпаж, щоб піти на рейс, щоб познайомитися з Колумбією. Після його повернення він привезв з ним не тільки астрономи, які він летять, але й рятувально-бурузькі екіпажі, щоб мінімізувати кількість людей на борту, необхідно визначити мінімальну кількість людей, необхідних для завершення місії.

Проаналізувавши ситуацію, було встановлено, що Атлатіс потребує мінімальної команди 4 осіб. Два з них — командир і пілот — потрібно безпосередньо літати, підходити і керувати судном під час докінгу, які оцінки НАСА візьмуть щонайменше 8-9 годин активного ручного пілотування (і можливо більше). Другий учасник екіпажу кладуть на комбінезони і виконають рятувальну місію, яку НАСА доведеться розробити з нуля.

Як і всі інші завдання рятувальних робіт, немає місця для помилки або можливості роботи. Атлантида повинна літати з командою ветеранів, які будуть відібрані в першу чергу на здатності астронавця швидко адаптуватися до низької ваги (не встигнути боротися з космічною хворобою) і придатності до роботи на поверхні маршруту і під час докінгу. Звіт не включає конкретні імена, але він включає в себе перелік 9 кандидатів на виїзд ззовні, 7 кандидатів на роль командира та 7 пілотних кандидатів, відповідно до НАСО, здатних протипоказати місію в січні 2003 року.

Чотири астронавти, обрані для літати на Атлантіда, будуть зіткнутися з надзвичайно тісним графіком тренувань, а також неймовірним професійним і психологічним напруженням. Тривалі терміни означають, що два астронавти вибирають безпосередньо для рятувальної місії між двома маршрутами, швидше за все, поїзд практично кожен день протягом двох тижнів в лабораторії Гідро-Нівергравітності НАСА, розбиття годинного перебування в космосі в невеликих заходах і процедурах, повторення їх до тих пір, поки вони не розселилися міцно в пам'яті. Паралельно, два астронавти, обрані для пілота, буде витрачати час на величезні імітаційні тренажери в Будівлі 9 Лендон Джонсон Космічний центр, що працює через кожен момент рендезву, докінгу і докінгу від початку до кінця.



Перегляд лабораторії гідроваги НАСА з одного з номерів контрольних випробувань. Джерело: Стівен Майкл

Також можна сміливо сказати, що носії вивели свій власний величезний тиск, щоб висвітлювати всі кути приміщення, де проводиться підготовка. «Космічна катастрофа» і «редакційна місія» стануть топ фразами. Очистити озеро в Хьюстон і мис Канвераль в Флориді буде натовпом з мобільними станціями. У емблемі першої рятувальної місії НАСА була велика задня на місцевому та національному телебаченні.

А в той час як на Землі чекали, що команда Колумбії.

продовжити. . й

Джерело: habrahabr.ru/post/2165/