Uwaga: Aby uczcić 40. rocznicę misji Apollo 13, przez 13 dni w Space Magazine będzie prezentowane „13 rzeczy, które uratowały Apollo 13”, omawiając różne punkty zwrotne misji z inżynierem NASA Jerrym Woodfillem.
Gdy załoga Apollo 13 odrzuciła okaleczony moduł serwisowy, gdy zbliżyli się do Ziemi, zobaczyli rozmiar szkód spowodowanych wybuchem zbiornika tlenu. „Brakuje jednej całej strony tego statku kosmicznego!” Jim Lovell przesłał radio do Mission Control, a jego głos odzwierciedlał jego niedowierzanie, widząc uszkodzenie 13-metrowego panelu zrzuconego ze statku kosmicznego. Jednak sytuacja mogła być bardziej tragiczna. Osłona termiczna modułu sterującego mogła zostać uszkodzona. Co więcej, inżynier NASA, Jerry Woodfill, powiedział, że zamiast wysadzenia panelu eksplozja mogłaby - a może powinna - oderwać moduł dowodzenia od modułu serwisowego.
Zdjęcia zrobione przez załogę Apollo 13 po tym, jak moduł serwisowy został odrzucony w ramach przygotowań do ponownego wejścia modułu dowodzenia przez osłonę cieplną, ujawniły, że nie tylko brakowało panelu z boku statku kosmicznego - rozrzuconego w przestrzeń kosmiczną przez eksplodujące ciśnienie detonujący tlen - nastąpiło także uszkodzenie anteny Hi Gain po prawej stronie powyższego rysunku pojazdu, wskazując, że panel katapultował się w przestrzeń, uderzając w antenę. To, czego nie można było zobaczyć na zdjęciach, a czego nie widziała załoga Apollo 13, polegało na uszkodzeniu osłony termicznej modułu dowodzenia.
„Konstrukcja strukturalna wnętrza modułu serwisowego polega na tym, że ma on długi otwarty tunelowy wolumin w środku modułu, około 30 cali na 13 stóp”, powiedział Woodfill. „Tunel jest bardzo podobny do komina, w którym gazy, płyny lub cząstki mogłyby z łatwością przepłynąć przez niego w kierunku głównego silnika po prawej stronie i osłony cieplnej po lewej stronie. Tunel nie jest uszczelniony, aby siła wybuchowa płonącego tlenu ze zbiornika eksplodującego O2 2 mogła uciec do tunelu i wokół niego w kierunku zarówno osłony cieplnej, jak i silnika głównego. ”
Woodfill powiedział, że w kontroli misji wyrażono obawy, że odłamki ze zbiornika eksplodującego dostały się do tunelu i być może ostatecznie spowodowały uszkodzenie zarówno osłony cieplnej, jak i silnika głównego. Główny silnik nie był największym problemem, ponieważ załoga mogła korzystać z silnika zniżania lądownika księżycowego. (zobacz nasz poprzedni artykuł, „Używanie LM do napędu”). Ale była tylko jedna osłona termiczna i musiała działać, aby kapsuła i załoga przetrwały ognisty nawrót w ziemskiej atmosferze.
Na szczęście, jak się okazało, osłona termiczna nie została uszkodzona.
Ale prawie cudem, Woodfill powiedział, moduł dowodzenia i moduł serwisowy pozostały połączone po wybuchu, podczas gdy wewnętrzne ciśnienie wybuchu wyrzuciło zewnętrzny panel w przestrzeń.
„Siła mocowania panelu modułu serwisowego do konstrukcji wymagała znacznego ciśnienia wewnętrznego wynoszącego 24 funty na cal kwadratowy w celu odcięcia go od modułu serwisowego” - powiedział Woodfill. „Potrzebne było znacznie niższe ciśnienie, aby oddzielić moduł sterujący z osłoną termiczną od modułu serwisowego, tylko 10 funtów na cal kwadratowy. Można jedynie spekulować, dlaczego panel wybuchł, a kapsuła załogi / moduł serwisowy pozostały nienaruszone. ”
Woodfill wyjaśnił, że ponieważ w przestrzeni kosmicznej nie ma ciśnienia powietrza, siła, która utrzymywała pojazdy razem, była siłą ich mechanicznych połączeń.
„Działały dwie presje” - powiedział. „Każda próbowała pokonać odpowiednie siły przywiązania: siłę, która przymocowała moduł serwisowy do kapsułki Command i siłę, która przymocowała panel modułu serwisowego do modułu serwisowego. Ponieważ eksplozyjna siła ciśnienia tlenu została natychmiast przyłożona z wielką siłą do panelu, można oczekiwać, że ta przytłaczająca siła rozbije ten panel poza pojazdem, przekraczając siłę przyczepności 24 funtów na cal kwadratowy. Można jednak oczekiwać, że upuszczenie resztkowego wybuchowego tlenu w ramach modułu serwisowego przezwycięży siłę przyczepności między dwoma pojazdami, rozdzielając je. ”
Jednak tak nie było. Dlaczego?
„Najwyraźniej obecność„ tankowca ”i innej konstrukcji działała, aby złagodzić i rozproszyć nagły skok ciśnienia, zanim dotrze on do granicy między pojazdami” - powiedział Woodfill. „Gdyby jednak odłamek eksplodującego zbiornika O2 2 przebił którykolwiek z sąsiednich zbiorników, prawdopodobnie wtórna eksplozja któregokolwiek z nich spowodowałaby zarówno wybuch, jak i wzrost ciśnienia. W takim przypadku z pewnością pojazdy doświadczyłyby albo śmiertelnej separacji, albo śmiertelnego uszkodzenia osłony termicznej.
Kawałek odłamka złamał hydraulikę między zbiornikami tlenu, co pozwoliło na wyciek tlenu z Zbiornika 1, powodując całkowitą utratę mocy w module sterującym, ponieważ bez tlenu ogniwa paliwowe nie mogłyby działać.
Niektórzy mogą powiedzieć, że podłączenie modułu serwisowego do modułu dowodzenia nie było ważne - w każdym razie było to tylko ciężar własny. Jednak zgodnie z raportem awarii Apollo 13 mogły powstać inne problemy bez dołączonego modułu serwisowego. Długotrwałe wystawienie tarczy cieplnej na działanie niskich temperatur mogłoby ją uszkodzić, a wewnętrzne problemy termiczne modułu sterującego mogą wystąpić, jeśli moduł serwisowy zostanie zbyt wcześnie wyrzucony.
Ponadto przewidywano problemy z kontrolą lotu, jeśli moduł dowodzenia nie był podłączony.
Natychmiastowa utrata modułu serwisowego oznaczałaby natychmiastową utratę resztkowej mocy z ogniw paliwowych, podczas gdy załoga i kontrola misji walczyli, aby zrozumieć problem. Wymagałoby to znacznie większego zużycia energii w akumulatorach awaryjnych do tego stopnia, że można się zastanawiać, czy późniejsze „ładowanie podtrzymujące” z akumulatorów lądownika byłoby wystarczające do ponownego wejścia.
Oczywiście, ponieważ moduł serwisowy został wyrzucony przed ponownym wejściem załogi (a sam SM później spłonął w ziemskiej atmosferze), nikt nie mógł przeprowadzić „analizy kryminalistycznej” ani „autopsji inżynieryjnej” tej części statku kosmicznego.
„Dla mnie to niesamowite, że po pierwsze osłona termiczna nie została uszkodzona w wyniku eksplozji, a po drugie połączenie, które mogło wytrzymać wyższe ciśnienie, skończyło się dmuchaniem, podczas gdy słabsze połączenie pozostało razem”, powiedział Woodfill.
Ale to były jedne z wielu rzeczy, które uratowały Apollo 13.
Dalej: Część 9: Który czołg został uszkodzony
Wcześniejsze artykuły z serii „13 rzeczy, które uratowały Apollo 13”:
Wprowadzenie
Część 3: Odra Charliego Duke'a
Część 4: Używanie LM do napędu
Część 5: Niewyjaśnione wyłączenie silnika centralnego Saturn V.
Część 7: Ogień Apollo 1
Również:
Więcej pytań czytelnika o Apollo 13 Odpowiedzi udzielił Jerry Woodfill (część 2)
Ostatnia runda Apollo 13 pytań, na które odpowiedział Jerry Woodfill (część 3)
