Wypadek Apollo 13 okaleczył statek kosmiczny, wyjmując dwa główne zbiorniki tlenu w module serwisowym. Ale zbyt duże stężenie dwutlenku węgla (CO2) szybko stało się problemem.
Moduł Księżycowy, który był używany jako łódź ratunkowa dla załogi, miał kanistry z wodorotlenkiem litu, aby usunąć CO2 dla dwóch mężczyzn przez dwa dni, ale na pokładzie było trzech mężczyzn próbujących przetrwać w łodzi ratunkowej LM przez cztery dni. Po półtora dnia w LM poziomy CO2 zaczęły zagrażać życiu astronautów, wywołując alarm. CO2 pochodzi z własnych wydechów astronautów.
Inżynier NASA, Jerry Woodfill, pomógł zaprojektować i monitorować systemy ostrzegania i ostrzegania Apollo. Jednym z systemów monitorowanych przez system ostrzegania lądownika była kontrola środowiska.
Podobnie jak tlenek węgla, dwutlenek węgla może być „cichym zabójcą” - nie może być wykryty przez ludzkie zmysły i może szybko pokonać człowieka. Na wczesnym etapie pracy nad oceną systemu ostrzegania dla systemu kontroli środowiska Woodfill i jego współpracownicy zdali sobie sprawę ze znaczenia czujnika CO2.
„Obecność tego potencjalnie śmiertelnego gazu można wykryć tylko przez jedną rzecz - przetwornik oprzyrządowania”, powiedział Woodfill dla czasopisma Space Magazine. „Miałem niepokojącą myśl:„ Jeśli to nie zadziała, nikt nie będzie wiedział, że załoga dusi się na własnym oddechu ”.
Zadaniem czujnika było po prostu przekształcenie zawartości dwutlenku węgla w napięcie elektryczne, sygnał przesyłany do wszystkich, zarówno do kontrolerów naziemnych, jak i do miernika kabinowego.
„Mój system miał dwie kategorie alarmów, jedną - żółte światło ostrzegające, gdy astronauta może powołać się na plan awaryjny, aby uniknąć katastrofy, a drugie - bursztynowe ostrzeżenie o zbliżającej się zagrażającej życiu awarii” - wyjaśnił Woodfill. „Ponieważ zawartość CO2 na pokładzie rośnie powoli, system alarmowy służył po prostu doradzeniu i ostrzeżeniu załogi o zmianie filtrów. W tym celu ustaliliśmy próg lub „poziom wyzwalania” elektroniki systemu alarmowego ”.
I wkrótce po eksplozji zbiornika tlenu Apollo 13 ocena systemów podtrzymywania życia wykazała, że system usuwania dwutlenku węgla (CO2) w module księżycowym tego nie robi. Systemy zarówno w modułach Command, jak i Lunar wykorzystywały kanistry wypełnione wodorotlenkiem litu w celu absorpcji CO2. Niestety obfitych kanistrów w uszkodzonym module dowodzenia nie można było użyć w LM, który został zaprojektowany dla dwóch mężczyzn przez dwa dni, ale na pokładzie było trzech mężczyzn próbujących przetrwać w łodzi ratunkowej LM przez cztery dni: CM miał kwadratowe kanistry podczas gdy LM miał okrągłe.
Jak to szczegółowo opisał Jim Lovell w swojej książce „Lost Moon”, a następnie szczegółowo przedstawił w filmie „Apollo 13”, grupa inżynierów kierowana przez Eda Smylie, który opracował i przetestował systemy podtrzymywania życia dla NASA, zbudowała filtr CO2 z taśmą klejącą, wykorzystujący tylko to, co znajdowało się na pokładzie statku kosmicznego, do konwersji wielu kwadratowych filtrów do pracy w okrągłym układzie LM. (Szczegóły dotyczące systemu i jego rozwoju można przeczytać w naszej poprzedniej serii „13 rzeczy”.)
Nie trzeba dodawać, że historia zakończyła się pomyślnie. Komisja przeglądu wypadków Apollo 13 poinformowała, że Mission Control przekazała załodze dalsze instrukcje dotyczące podłączania dodatkowych nabojów, gdy jest to potrzebne, a ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla pozostawało poniżej 2 mm Hg do końca podróży powrotnej do Ziemi.
Ale historia Jerry'ego Woodfilla i czujnika CO2 może również służyć jako inspiracja dla każdego, kto czuje się rozczarowany swoją karierą, szczególnie w dziedzinach STEM (nauki ścisłe, technologia, inżynieria i matematyka), mając poczucie, że być może to, co robisz, nie jest tak naprawdę materia.
„Myślę, że prawie wszyscy, którzy przybyli do NASA, chcieli zostać astronautą lub dyrektorem lotniczym, i zawsze czułem, że moja kariera została zmniejszona przez fakt, że nie byłem kontrolerem lotu ani astronautą, ani nawet inżynierem nawigacyjnym”, Woodfill powiedziany. „Byłem tak zwanym inżynierem oprzyrządowania. Inni mówili, że jest to zbyteczna praca ”.
Woodfill pracował na metalowych panelach statków kosmicznych, w których znajdowały się przełączniki i mierniki. „Prawdopodobnie inżynier mechanik może nie uznać takiej pracy za ekscytującą” - powiedział - „i pomyśleć, że kiedyś studiowałem teorię pola, elektronikę kwantową i inne ważne dyscypliny jako kandydat do inżynierii elektrycznej w Rice”.
Później dodać do zniechęcenia była rozmowa z innym inżynierem. „Jego komentarz brzmiał:„ Nikt nie chce być inżynierem oprzyrządowania ”, przypomniał Woodfill,„ myśląc, że jest to zadanie ślepe zaułkiem, najlepiej unikać, jeśli ktoś chce awansować. Wydawało się, że oprzyrządowanie postrzegano jako swego rodzaju „służącego pomocnika”, którego niska praca polegała na obsłudze użytkowników końcowych, takich jak radar, komunikacja, energia elektryczna, a nawet komputery sterujące. W rzeczywistości użytkownicy mogą równie łatwo włączyć oprzyrządowanie do swoich urządzeń. Wtedy nie byłoby potrzeby tworzenia autonomicznej grupy instrumentalistów ”.
Ale po kilku zmianach w zarządzaniu i sile roboczej Woodfill został głównym inżynierem projektu modułu ostrzegania i ostrzegania modułu dowodzenia, a także kierownikiem ostrzeżeń i ostrzeżeń Lunar Lander - pracą, o której myślał, że nikt tak naprawdę nie chciał.
Ale podjął się pracy z rozmachem.
„Odwiedziłem z kilkunastoma menedżerami przedmiotów, które system ostrzegania monitorował pod kątem awarii,” powiedział Woodfill. Zwołał zespół NASA-Grumman, aby zastanowić się, jak najlepiej ostrzegać przed CO2 i innymi zagrożeniami. „Musieliśmy ustalić, na jakim poziomie progowym system ostrzegawczy powinien uruchomić alarm. Wszystkie elementy muszą działać, zaczynając od czujnika CO2. Sygnał musi przejść stamtąd przez elektronikę nadawczą, okablowanie, ostatecznie docierając do mojego systemu ostrzegawczego „mózgu” znanego jako zespół elektroniki ostrzegawczej i ostrzegawczej (CWEA). ”
I tak, zaledwie kilka godzin po wybuchu na Apollo 13, kierownik inżynierii misji wezwał Woodfilla do swojego biura.
„Chciał porozmawiać o moim systemie ostrzegawczym dzwoniącym na alarmy o dwutlenku węgla” - powiedział Woodfill. „Wyjaśniłem tę historię, umieszczając przed nim krzywe kalibracji przetwornika ciśnienia parcjalnego CO2, pokazując mu, co to urządzenie oprzyrządowania mówi nam o zagrożeniu dla załogi”.
Teraz to, co Woodfill kiedyś uważał za trywialne, było całkowicie niezbędne do uratowania życia załodze astronautów Apollo 13. Tak, oprzyrządowanie było równie ważne, jak każdy zaawansowany system na pokładzie statku dowodzenia lub lądownika księżycowego.
„Pomyślałem, że bez tego nikt prawdopodobnie nie wiedziałby, że załoga jest w poważnym niebezpieczeństwie” - powiedział Woodfill „nie mówiąc już o tym, jak je uratować. W końcu inżynieria oprzyrządowania nie była złym wyborem zawodowym! ”
Jest to przykład wysiłków zespołu, który uratował Apollo 13: że osoba, która lata temu pracowała nad przetwornikiem, była równie ważna jak osoba, która wpadła na pomysłowe rozwiązanie z taśmą klejącą.
I to była jedna z dodatkowych rzeczy, które uratowały Apollo 13.
Dodatkowe artykuły z tej serii:
Część 4: Wczesne wejście do lądownika
