21. díl.: Anatomie pekla (2/3)

Na kosmodromu Vandenberg v Kalifornii se na svou misi STS 62-A připravovala posádka raketoplánu Discovery. Měl to být první start raketoplánu z tohoto kosmodromu, jehož využití skýtalo nové možnosti. Vzhledem ke svému umístění byl vhodný pro starty na polární dráhy, díky čemuž si ruce mnuli hlavně vojáci. Znamenalo to totiž, že raketoplány svým pozorovacím vybavením pokryjí kompletní povrch Země. Poprvé se měl odsud shuttle vznést 15. července 1986. Dnes astronauti měli na programu návštěvu jedné z laboratoří, kde byly připravovány některé z experimentů, který s sebou povezou na orbit. Teď ale svůj tréning o pár minut odložili, seděli kolem televize, sledovali jeden ze zpravodajských kanálů a čekali na start sedmičky svých kolegů, pro které nadešel jejich velký den. Byl 28. leden 1986 a na obrazovce se v záplavě dýmu a plamenů odlepoval od rampy raketoplán Challenger k misi STS 51-L. Po několika sekundách ale přenos z kosmodromu skončil a televizní kanál se vrátil k dalšímu zpravodajství onoho rána. Bob Crippen, veterán a velitel STS 62-A marně zkoušel otočným ovladačem na televizi naladit kanál, který by přenášel průběh startu. Pět let po prvním startu byl raketoplán ohranou písničkou, vhodnou maximálně k několikasekundovému přenosu v rámci ranních zpráv a krátké reportáži během večerní relace. Crippen a jeho posádka se tedy obrátili k jednomu z pracovníků, zajišťujícímu část přístrojů, které Discovery ponese v červenci v nákladovém prostoru. Ten začal informacemi o stavu příprav. Po pár minutách se všichni začali zvedat, aby jej následovali do jednoho z hangárů, kde bylo vybavení kompletováno. Pak ale Jerry Ross, jeden z letových specialistů, ještě jednou zapnul televizi: „Možná budou mít nějaké novinky ohledně startu.“ Když se obrazovka rozsvítila, astronauti i ostatní přítomní ztichli a nevěřícně zírali na scénu, kterou nyní vysílaly všechny americké televizní kanály. Před jejich očima se opakovaly záběry na ohnivou kouli na obloze. Někde v tom pekle byli před chvílí jejich kolegové! Ten minulý čas byl namístě. Crippen a celá jeho posádka příliš dobře věděli, že shuttle nemá žádný únikový systém. Všech sedm astronautů z Challengeru je s naprostou jistotou po smrti. Z tréninkové seance nebylo nic. Ještě ten den se vracela posádka STS 62-A do Houstonu na palubě tří cvičných tryskáčů T-38. Když si je během letu napříč Spojenými státy předávala jednotlivá stanoviště řízení letového provozu, každý z dispečerů jim vyslovoval upřímnou soustrast, jinak bylo na jejich frekvenci naprosté ticho. A v tom tichu visela nevyslovená otázka. Co se s Challengerem sakra vlastně stalo?

 

Ještě ve chvílích, kdy trosky nešťastného Challengeru pršely na hladinu Atlantiku, ptal se Jay Greene, letový ředitel v Houstonu, svých kontrolorů u konzolí, zda neviděli nějaký náznak, nějaká podivná data, která by mohla napovědět, co se vlastně přihodilo. Nikdo neodpověděl kladně, nikdo si ničeho nevšiml. Byla to, alespoň během prvních okamžiků, naprostá záhada. Start byl zcela nominální, žádné z čidel na palubě orbiteru, na nádrži ET, ani na pomocných motorech SRB nespustilo alarm.

Protože řídící středisko bylo přesně podle předpisů doslova odstřiženo od světa, aby bylo možné zakonzervovat dostupná data a vyslechnout kontrolory, novináři začali spekulovat sami. Teorie se různily, jako jedna z nejpravděpodobnějších byla uváděna strukturální porucha nádrže ET. V oddílu astronautů převládal názor, že na vině je jeden z motorů SSME v zádi raketoplánu. Jednalo se o dosud nejsložitější a nejvýkonnější pohonné jednotky, použité na pilotovaném kosmickém tělese. Jen pro ilustraci- kdyby se ústí turbočerpadla, které zásobuje motor palivem, odpojilo od motoru a obrátilo směrem vzhůru, sloupec kapalného vodíku by dosáhl výšky 57,9 km. Otáčky čerpadla přesahovaly 30 000 ot/min. Mnoho astronautů mělo obavy právě z této součásti shuttlu. Případné selhání by poslalo části turbíny jako šrapnely nadzvukovou rychlostí zadní částí orbiteru, scénář, jehož výsledek byl děsivý.

Zatím u pobřeží Floridy probíhala obří pátrací akce. Lodě, letouny, potápěči, sonary a dokonce i dálkově ovládané miniaturní ponorky pátraly po troskách startovní sestavy raketoplánu ve snaze objasnit příčinu havárie. Oblast pátrání měla rozlohu zhruba 890 km2 a dno se v některých místech nacházelo až 370 metrů pod hladinou. Kousek po kousku se z hlubin vynořovaly části Challengeru. A 7. března potápěči Terry Bailey a Mike McAllister lokalizovali část vraku, ke které se upíraly myšlenky mnoha kolegů, příbuzných a známých obětí- v hloubce necelých 30 metrů spočíval na dně vrak kabiny posádky. Její vzhled podle astronauta Mika Coatse připomínal „zmačkanou kouli alobalu“. Její konstrukce byla navržena a provedena s obrovským pevnostním násobkem, rozpad orbiteru i náraz na vodu tedy přečkala víceméně jako celek. Největší škody utrpěla levá přední část kokpitu, která narazila jako první na hladinu. Uvnitř našli potápěči pozůstatky nešťastné posádky. 15. dubna bylo vyzvednuto tělo posledního člena posádky- Gregoryho Jarvise.

Ostatky zahynuvších putovaly na pitevní stůl. Výsledek vyšetření a analýz však všechny zaskočil: příčinu smrti nebylo možné jednoznačně určit. Dr. Joe Kerwin, veterán mise Skylab-2, píše ve své vyšetřovací zprávě: „síly, kterým byla po výbuchu vystavena posádka Challengeru, nebyly pravděpodobně dostatečné k tomu, aby způsobily smrt nebo vážná zranění“ a „posádka pravděpodobně, ale ne zcela určitě, ztratila vědomí během několika sekund po rozpadu orbiteru v důsledku ztráty tlaku v kokpitu.“ S velkou pravděpodobností tedy byla posádka (nebo alespoň někteří její členové) naživu až do momentu nárazu na vodu. Ten působil na kabinu a astronauty silou přes 200g a byl definitivně smrtící. Zpráva vyvolala zděšení u všech, kteří doufali v rychlou smrt během samotné exploze.

 

Ještě děsivější svědectví pak Atlantik vydal uprostřed března. Podařilo se najít čtyři zařízení PEAP (Personal Egress Air Pack- osobní nouzová zásoba vzduchu). Jednalo se o kanystry se zásobou dýchatelného vzduchu na přibližně šest minut, které měly astronautům v případě požáru na rampě pomoci projít místy s toxickou koncentrací zplodin. Po důkladném ohledání nalezených PEAPů bylo konstatováno, že patřily Scobeemu, Onizukovi, Resnik(-ové) a Smithovi, a minimálně jeden byl aktivován. Jeho aktivace nárazem o vodu byla vyloučena. Spotřebovaná zásoba vzduchu odpovídala časovému úseku přibližně mezi rozpadem Challengeru a nárazem na vodu. Po krátkém váhání byl zveřejněn i člen posádky, jemuž aktivovaný PEAP patřil- byl jím pilot Mike Smith. Zasvěceným po tomto zjištění přejel po zádech mráz- spínač, kterým se PEAP u pilota spouštěl, byl umístěn mimo Smithův dosah! Znamenalo to, že těsně po rozpadu museli být Onizuka nebo Resnik natolik při smyslech, aby jej Smithovi zapnuli. Před ztrátou vědomí při sníženém tlaku to ochránit astronauty nemohlo- na to by museli dýchat přetlakový kyslík- ale znamenalo to, že prudká dekomprese, která by astronauty v mžiku zbavila vědomí, se zřejmě neodehrála. Dalším důkazem byl podle vzpomínek astronauta M. Mullanea stav přepínačů v kokpitu. Přepínače elektrických systémů na panelu vpravo vedle Smithe byly nalezeny v poloze, která nekorespondovala s polohou během startu. Náraz na vodu je podle provedených testů nepřepnul, protože byly chráněny pružinovým zámkem. Pokud by chtěl Smith změnit jejich polohu, musel by je nejdříve povytáhnout proti tahu pružiny a teprve potom přepnout. Smith se tedy pravděpodobně po dezintegraci stroje a tím i přerušení dodávky elektřiny pokoušel kokpit znovu nahodit.

Tomu, že explozivní dekomprese neproběhla, napovídal i stav kabiny. Několik let před tragédií byly provedeny testy v podtlakové komoře. Tehdy byly simulovány různé scénáře dekomprese. Bylo zjištěno, že pokud dojde k dekompresi na nejpravděpodobnějším místě- tedy rozbitím jednoho z okének na horní palubě, podlaha horní paluby se vyboulí vzhůru, jak se při snižujícím tlaku začne rozpínat vzduch na střední palubě. Nic takového ale nebylo u Challengeru zjištěno. Dekomprese mohla skutečně nastat, pravděpodobně díky průchodkám kabelů a potrubí ve stěnách kokpitu a střední paluby, nebyla však zřejmě náhlá a prudká.Ale jak a zda se vůbec odehrála, se už nikdy nedovíme…

 

Podle záznamů kamer, radarových záznamů a dodatečných výpočtů byla v okamžiku rozpadu kabina, oddělená od nákladového prostoru a postrádající „čumák“ s orientačními tryskami RCS, vymrštěna po balistické křivce. Síly, které na ni a na posádku působily, dosáhly 12-20g po dobu maximálně 2 sekund, pak prudce klesly pod 4g. Tedy rozhodně „přežitelná“ hodnota. Zlom dráhy přišel ve výšce 19,8 km, které kabina dosáhla 25 sekund od rozpadu orbiteru. Nicméně v této výšce setrvala jen velmi krátce, po dosažení vrcholu trajektorie začal její volný pád směrem k mořské hladině. 2 minuty a 45 sekund po rozpadu Challengeru kabina dopadla do moře rychlostí přibližně 330 km/h. Jestliže posádku- nebo alespoň její část (některé prameny hovoří o nálezu ohořelých lidských ostatků na pobřeží Floridy, jejichž původ bylo možno jednoznačně přisoudit nešťastné posádce) nezabila ohnivá koule a rozpad raketoplánu, tento okamžik byl s definitivní platností fatální.

Zatímco probíhalo hledání a analýza trosek, podrobným zkoumáním byly podrobeny i záznamy telemetrie a komunikace, obrazová dokumentace, meteorologické záznamy a pozorování radarů. Poměrně rychle se vykrystalizoval jasný obraz poslední cesty Challengeru.

A náhle bylo jasné, co stojí za celou katastrofou- tedy alespoň z technického hlediska. Překvapení technici zjistili, že na vině nebyl motor SSME v zádi raketoplánu. Všechno měl na svědomí pravý SRB- tedy jeden z pomocných motorů na tuhé palivo, o kterém se prohlašovalo, že je naprosto bezpečný, protože je zcela jednoduchý. To byla do jisté míry pravda- neměl žádné pohyblivé části, zato měl jednu Achillovu patu. Těsně po startu se objevily obláčky tmavého dýmu v místě, kde byly k sobě připojeny dva ze segmentů motoru. Spoj segmentů utěsňuje mimo jiné dvojice gumových kroužků po obvodu stěny spoje. Podle záznamů bylo evidentní, že toto těsnění selhalo a část spalin mohla vzniklou škvírou unikat ven. Krátce po startu se zřejmě díky odpadním produktům hoření propálená mezera sama utěsnila. Přibližně minutu po startu se ale na stejném místě objevil ohnivý jazyk, který směřoval přímo na spodní závěs, pomocí, kterého byl SRB připojen k nádrži ET. Závěs toto tepelné namáhání nevydržel a 73 sekund po startu se utrhnul. Následky byly děsivé a měly neuvěřitelně rychlý spád.

Pojďme se nyní podívat na časovou osu nejdůležitějších událostí:
Údaj T+…. Značí sekundy po startu sestavy

Použité zkratky:
CDR- Commander (velitel)
PLT- Pilot (pilot)
SRB- Solid Rocket Booster (pomocný raketový motor na tuhé palivo- jedna z oněch tužek“ na boku velké nádrže)
ET- External Tank (Externí nádrž, na jejímž hřbetě se nachází samotný raketoplán-orbiter)
T+ 0.000 Byly zapáleny motory SRB- oficiální okamžik startu
T+ 0.250 Raketoplán se začíná pohybovat směrem vzhůru

 

T+ 0.678 Obláček černého kouře u spodního závěsu pravého SRB, zaznamenaný kamerou- těsnění spoje segmentů SRB právě selhalo
T+ 0.836 Osm obláčků černého kouře ve stejném místě až do okamžiku T+2.5
T+ 3.375 Poslední kamerový vizuální záznam kouře nad spodním závěsem pravého SRB
….
T+19 (PLT)-„ Looks like we’ve got a lotta wind here today.“ (Vypadá to, že dnes tu máme docela větrno.)
T+20 (CDR)- …..
T+ 36.990 První známka toho, že raketoplán vstupuje do oblasti nárazů výškového větru, autopilot správně koriguje náklon a vybočení sestavy od tohoto okamžiku až do T+62.

 

T+ 58.788 Kamery poprvé zaznamenávají plamen v oblasti závěsu pravého SRB
T+ 59.262 U pravého SRB zaznamenán kontinuální jasně ohraničený plamen
T+ 60.004 První náznak rozdílu vnitřního tlaku levého a pravého SRB- známka toho, že u pravého SRB spaliny unikají otvorem u spodního závěsu
T+ 60.248 Plamen z pravého SRB se začíná dotýkat stěny nádrže ET
T+ 64.660 Změna ve tvaru plamenu, který vychází z SRB- z nádrže ET začíná propáleným otvorem unikat vodík
T+ 64.937 Autopilot reaguje na změnu tahu v důsledku plamenu u závěsu na pravém SRB a unikajícího vodíku z ET- motory SSME v zádi Challengeru se začínají naklánět, aby tuto změnu kompenzovaly
T+ 72.204 Jsou zaznamenány rozdílné údaje o vybočení pravého a levého SRB- spodní závěs u pravého SRB začíná kolabovat a SRB se odklání směrem od nádrže ET a nahoru ke křídlu Challengeru
T+ 72.525 Startovní sestava se odklání do strany s laterálním přetížením 0,227g
T+ 72.564 Pokles tlaku v nádrži vodíku v ET- tlakovací systém již nedokáže kompenzovat únik vodíku
T+ 72.964 Prudký pokles tlaku kapalného kyslíku na vstupu do motorů SSME v zádi raketoplánu
T+ 73.044 Počátek prudkého poklesu tlaku kapalného vodíku na vstupu do motorů SSME
T+73.124 Po obvodu spodní části ET se objevuje bílý oblak- nádrž kapalného vodíku se začíná bortit
T+ 73.143 Systémy motorů SSME začínají reagovat na ztrátu tlaku v palivovém systému
T+ 73.147 První náznak bílého oparu u části ET, zvané „intertank“, která odděluje nádrž s vodíkem vespod od nádrže s kyslíkem v horní části ET- bílý oblak je s největší pravděpodobností únik kapalného kyslíku- jeho nádrž začíná praskat v důsledku zatížení stěn rotací pravého SRB kolem horního závěsu
T+ 73.162 Zaznamenán bílý oblak mezi „intertankem“ a spodním koncem ET- špice pravého SRB se zabořila do kyslíkové nádrže ET a dovršila tak její destrukciT+ 73.191 Záblesk mezi orbiterem a vodíkovou nádrží v ET- unikající vodík se vznítil
T+ 73.282 První indikace jasného záblesku u horního závěsu pravého SRB- vznítil se i unikající kapalný kyslík
T+ 73.383 Otáčky turbočerpadel na všech třech motorech SSME se dostávají do červeného pole- nedostává se paliva z kolabující ET a turbíny se vinou sníženého odporu roztáčejí stále rychleji, v dalších milisekundách počítač rozhoduje o vypojení všech motorů
T+ 73.618 Poslední zachycený kompletní „balík“ telemetrie z orbiteru- v této chvíli již probíhá destrukce samotného orbiteru
T+ 73 (PLT) „Uhoh.“- v průběhu 73. sekundy palubní záznamník zachytil překvapený výkřik Mika Smithe, který zřejmě v okénku zpozoroval odvíjející se katastrofu, po tomto výkřiku se přerušila dodávka elektrické energie a záznamník přestal pracovat
T+ 74.130 Poslední radiový signál z orbiteru
T+ 74.587 Jasný záblesk v blízkosti nosu orbiteru- vznítilo se palivo v manévrovacích motorcích RCS, v tento moment už je Challenger i celá startovní sestava zcela obklopena hořícím vodíkem a kyslíkem, sestava se rozpojuje, na obloze se rozpíná ohnivá koule a orbiter se rozpadá vlivem působení aerodynamických sil
T+ 76.437 U pravého SRB odpadá aerodynamický kryt na špici, vypadává výtažný padák
T+ 110.250 Pravý SRB je zničen dálkovým povelem ze země, o dvě milisekundy později je zničen i levý SRB
T+ 205 První trosky začínají dopadat do oceánu
T+238 Na hladinu dopadá kabina s posádkou, přeživší astronauti umírají během nárazu

 

VIDEO

Oficiální video, detailně zachycující průběh katastrofy Challengeru a shromážděné důkazy (bohužel dostupné pouze v angličtině).

Výčet událostí dává tušit, v jak neuvěřitelně krátkém okamžiku proběhl rozpad celé sestavy, samotná tragédie se odehrála během jediné sekundy. Posádka do poslední chvíle neměla potuchy o tom, co se s jejich strojem děje. Teprve těsně před destrukcí pravděpodobně zaregistrovali silné trhnutí, když se pravý SRB uvolnil ze spodního závěsu a Mike Smith zřejmě pravým okénkem zahlédl pohyb SRB směrem k nádrži ET, nebo mrak kyslíku, unikajícího z prasklé nádrže.

 

Bylo nabíledni, že vyšetřování bude velmi ostře sledované a mnoho pozorovatelů nabylo dojmu, že pokud bude vyšetřováním pověřena komise v rámci NASA, pokusí se zamést nalezené nedostatky pod koberec. Během února byla proto ustavena zvláštní prezidentská vyšetřovací komise, nesoucí jméno svého předsedy- Williama P. Rogerse, bývalého státního tajemníka. Jejími dalšími členy byl bývalý astronaut Neil Armstrong, David Acheson, Eugene Covert, fyzik a nositel Nobelovy ceny Richard Feynman, Robert Hotz, generál letectva a odborník na ICBM Donald Kutyna, první americká astronautka Sally Ride, Robert Rummel, Joseph Sutter, Arthur Walker, Albert Wheelon, a legendární Chuck Yeager. Komise se pustila do práce a začala sbírat poznatky ohledně katastrofy samotné, faktorů, které se na ní podílely a také ohledně manažerského vedení NASA. Poměrně brzy se mezi vyšetřovateli objevil solitér- Richard Feynman se odmítal podřídit stylu, jakým Rogers práci komise vedl a vlastně rozběhl své vlastní, nezávislé, vyšetřování. Jeho výsledky shrnul v takzvaném dodatku „F“, který je dosud velmi zajímavým čtením, nikoli však pro tehdejší manažery NASA.

6. června přišla komise s výsledky svého pátrání před amerického prezidenta. Její nálezy byly závažné a odhalovaly nejen technické aspekty selhání NASA, ale také politická a manažerská selhání, která se táhla dlouho do minulosti. Bylo jasné, že katastrofa, jakou byl Challenger, už dlouho čekala na svou příležitost…

 

 

22. díl Selhání techniky a selhání etiky (3/3)

Roger Boisjoly byl v šoku. Jako jeden ze zástupců firmy Morton Thiokol, výrobce SRB, seděl v konferenční místnosti a nechtěl věřit vlastním uším. Zítra má startovat Challenger, jenže na rampě je mráz. Ale zástupci NASA jeho a ostatní lidi od Thiokolu přesvědčují, aby podepsali souhlas se startem. Telekonference se začínala protahovat a mezi zúčastněnými narůstalo napětí. Pracovníci NASA poukazovali na napjaté termíny dalších startů- nemohou si dovolit čekat. Jenže Boisjoly, jeho kolega Arnie Thompson a dokonce i viceprezident Thiokolu Bob Lund věděli o Achillově patě SRB. Gumové těsnění, zvané O-ring, které bylo umístěno ve spojích mezi segmenty motoru, mohlo být v důsledku chladu částečně nefunkční.

Když startovala v lednu předchozího roku mise STS 51-C, vykazovalo těsnění známky eroze plameny, které se k němu dostaly. Nebylo to poprvé. Přitom od prosince 1982 byly O- ringy (v každém spoji byly dva) označeny jako prvek s kritikalitou 1. To neznamenalo nic jiného, než že byly považovány za prvek bez redundance, jehož selhání znamená ztrátu orbiteru a posádky. A teď má při startu být o nějakých deset stupňů méně, než u STS 51-C! V těchto podmínkách nebyl systém nikdy testován. Copak tomu nikdo nerozumí? Je třeba počkat, než bude minimálně dvanáct stupňů nad nulou! Manažer startovních motorů u NASA Larry Mulloy podrážděně zvedl hlas: „Kristepane, kdy máme podle vás startovat? V dubnu?“ Nakonec si zástupci Thiokolu vymohli pětiminutovou přestávku, aby se mohli poradit mezi sebou. Generální ředitel Thiokolu Jerry Mason se snažil přemlouvat Boba Lunda: „Sundej si, Bobe, konečně už inženýrskou helmu a nasaď si manažerský klobouk!“ Thiokol si nemůže dovolit odklad, přijde o velké peníze, důvěru a možné další zakázky a to je teď nemyslitelné. Z pětiminutové přestávky se nakonec stala půlhodina. Když se zástupci Thiokolu vrátili k jednacímu stolu, Boisjoly a Thompson se naposledy pokusili pomocí náčrtků a fotografií zvrátit rozhodnutí manažerů NASA i vedení Thiokolu. Marně. V 11 hodin večer proběhlo hlasování manažerů. 4:0 pro start. Názor Boisjolyho a jeho kolegy nebyl vzat v úvahu. Možná se měl snažit více. Možná měl vymyslet jiné argumenty. Možná na to měl jít jinak. Možná… Onen večer se Boisjolymu až do smrti vracel v podobě nočních můr…

 

 

Když se v úterý dopoledne zvedal Challenger z rampy, nechtěl se na to Boisjoly dívat. Systémový manažer Bob Ebeling jej ale zatáhl do jedné z kanceláří a Boisjoly se nakonec usadil v přeplněné místnosti na podlaze před televizní obrazovkou. Jakmile startovní sestava minula obslužnou věž, nesmírně se mu ulevilo. Byl přesvědčen, že pokud se selhání projeví, bude to během prvotní fáze startu. Asi po minutě letu Ebeling s ulehčením zamumlal modlitbu a poděkování za bezpečný start. O 13 sekund později Challenger na blankytně modré floridské obloze zmizel v ohnivé kouli. Boisjoly nebyl schopen po zbytek dne mluvit. Seděl ve své kanceláři a myslel na to, že téměř při každém předchozím letu bylo těsnění poškozeno. Myslel na svá memoranda a výstrahy, které posílal managementu NASA. Pokaždé však padly na planou půdu.

Rogersova vyšetřovací komise během své práce nejdříve posuzovala technickou stránku věci, pak ale vyšlo najevo, že příčiny katastrofy vězí i jinde, než na konstrukčních prknech Thiokolu. Všechno vlastně začalo v roce 1972, kdy si NASA ujasnila svou představu o podobě vícenásobného kosmického dopravního prostředku. Samotný orbiter měl sedět na velké nádrži paliva pro jeho motory, ze které se posléze vyklubala ET. Aby sestava získala potřebný tah pro start, po stranách nádrže měly být dva motory na tuhé palivo. Na začátku roku 1974 vyhrála tendr na jejich výrobu překvapivě firma Morton Thiokol. Překvapivě proto, že její návrh byl zdaleka nejsložitější a i finanční stránka kontraktu měla daleko do ideálu. Proč zrovna tato firma? Sídlila totiž v Utahu. A z Utahu pocházel i tehdejší administrátor NASA James C. Fletcher. Jeho spolupráce s utažskými podnikateli se neomezovala jen na velké zakázky, po jistý čas byly například všechny nápojové automaty v zařízeních NASA v Houstonu i na Floridě provozovány jistou firmou, která měla sídlo….v Utahu.

 

Jenže Utah, konkrétně továrna Thiokolu v Brigham City je od Floridy vzdálena přibližně 3000 km a nebylo možné SRB dopravovat na kosmodrom jako celek- na loď, vlak, ani kamion by se tyto 45 metrů dlouhá monstra nevešla. Jedinou možností bylo vyrobit a naplnit palivem segmenty těchto motorů s tím, že po přesunu na kosmodrom budou smontovány dohromady. Segmentů bylo sedm, z toho čtyři byly naplněny palivem (ostatní tvořily trysku, padákový systém a instrumentaci). Palivo mělo podobu směsi chloristanu amonného (okysličovadlo), hliníkového prášku (palivo), oxidu železnatého (katalyzátor), polymeru (pojivo) a epoxidového vytvrzovadla. Po vlití do ocelového pláště segmentu bylo palivo působením vysokých teplot vytvrzeno. V podélné ose motoru se nacházel spalovací kanál ve tvaru jedenácticípé hvězdy. Spoje ocelových plášťů segmentů byly nazývány „field joints“ (polní spoje- tím bylo míněno, že kompletace pomocí spojů byla prováděna mimo zařízení výrobce). Spoj měl formu drážky ve spodním díle, do které zapadala stěna horního dílu. Utěsnění mezi segmenty bylo provedeno pomocí žáruvzdorného tmelu a dvou těsnění, zvaných O-ring (O- kroužek) o průměru 7 mm, která byla umístěna po obvodu vnitřní strany drážky. Segmenty k sobě poutalo 177 čepů po obvodu.

 

Už při druhém letu raketoplánu, misi STS-2 v listopadu 1981, bylo zjištěno, že jeden z O-kroužků byl poškozen žárem. To znamenalo, že se plamen ze spalovacího kanálu dostal přes tmel až k samotnému spoji. Tato situace byla nazývána „blow-by“ (něco jako proudění kolem- v tomto případě kolem O-kroužku) a do ledna 1986 se vyskytla v menší či větší míře při dalších čtrnácti startech. Jestliže se plamen raketového motoru dostane jinam, než kam bylo předpokládáno, je něco velmi, velmi špatně. Byla to mírně řečeno nestandardní situace, která měla zodpovědné činitele v NASA i v Thiokolu přimět k zamyšlení. Nestalo se tak. Byly provedeny testy odolnosti O- kroužku, který zkoušku vydržel, a víc se problémem vedení NASA nezabývalo. Jestliže těsnění vydrželo tentokrát, vydrží určitě i příště. Tento přístup se nazývá „normalizace odchylky“. Jedná se vlastně o to, že navrhnete systém tak, aby fungoval daným způsobem. V průběhu užívání systému se objeví odchylka ve fungování, která ale nemá žádné vážné následky. Postupně si na onu anomálii zvykáte a tento proces probíhá tak dlouho, až povýšíte onu anomálii na normu. Tady se to evidentně nevyplatilo.

 

Během prvních zkušebních zážehů se zjistilo, že se SRB nechovají úplně přesně podle předpokladů. Tlak v pracujícím motoru měl namáčknout O- kroužky ke stěně horního dílu spoje. Jenže místo ve spodním dílu, kudy prochází drážka, je zhruba třikrát silnější a tedy i pevnější. Horní stěna se tlakem vyboulila ven, ale část spodního dílu s drážkou víceméně zůstala ve své normální poloze. Inženýři to nazvali „joint rotation“ (rotace spoje). Mezi horním dílem a vnitřní stěnou drážky vznikala mezera, kterou měly O-kroužky vyplnit. Proto velmi záleželo na jejich pružnosti. Ta určovala rychlost, s jakou byly schopny kroužky vyplnit mezeru mezi horním a spodním dílem spoje. Testy a první lety, u kterých se vyskytl fenomén blow-by prokázaly, že těsnění není dostatečně pružné. Thiokol se obrátil na svého subdodavatele Parker Seal Company, ten však odtušil, že kroužky, které dodávají, nejsou vytvořeny specificky pro tento účel (tj. rychlé zaplnění mezery během zlomku sekundy). Thiokol se tedy dál potýkal s problémem, vyskytly se dokonce snahy o institucionalizované kutilství- dáme z druhé strany horního dílu proti O- kroužkům podložky, to by mělo fungovat. Nefungovalo. Blow-by se stával natolik běžnou věcí, že se pomalu ztratil z dohledu vyššího managementu NASA a nakonec i Thiokolu. A pak přišel mráz v noci z 27. na 28. ledna 1986.

Vraťme se však zpět k vyšetřování. Krátce po začátku práce Rogersovy komise v průběhu února bylo jasné, že jeden z jejích členů, Richard Feynman, rozhodně nebude zapadat do klasické byrokratické šablony. Na vlastní pěst se toulal laboratořemi a dílnami JPL, zařízeními NASA na Floridě a ústředím NASA ve Washngtonu a sbíral informace od inženýrů a techniků. Jeho zájem se brzy soustředil právě na O- kroužky (stejně jako interní vyšetřování v rámci NASA, které probíhalo paralelně s Rogersovou komisí). Průlom ovšem přišel s telefonátem majora Kutyny, který byl do značné míry Feynmanovým spojencem a který jeho neortodoxním metodám fandil. Jedno únorové nedělní odpoledne Kutyna zavolal Feynmanovi a po několika zběžných informacích o průběhu práce komise jen tak mimochodem prohodil, že se ráno vrtal v karburátoru svého auta a vyměňoval těsnění. „Říkal jsem si- když startoval Challenger, bylo asi 28-29°F (-1 až-2°C ), nejnižší teplota u předchozích startů byla 53°F (11,5°C). Vy jste profesor, tak mi řekněte, jaký je vliv chladu na O-kroužky?“ Nic víc Feynmanovi říkat nemusel.

 

Na tiskové konferenci 11. února ponořil profesor kousek O- kroužku, stlačený svěrkou, do ledové vody. Po několika minutách jej vytáhnul, svěrku odstranil a demonstroval tak novinářům i televizním divákům, jaký vliv má chlad na tu nejdůležitější vlastnost gumového těsnění. „ Zjistil jsem, že když odstraním svěrku, guma se nevrátí do svého původního tvaru. Jinými slovy: po dobu delší, než několik sekund, materiál ztrácí pružnost, pokud je vystaven teplotě 32°F (0°C). Myslím, že je to pro náš případ docela důležitý fakt.“ Jak už bylo řečeno, nebyl to Feynmanův nápad a interní vyšetřování NASA šlo už nějakou dobu po stejné stopě. Nicméně excentrický profesor se postaral o skvělou publicitu a zároveň dokázal problém jednoduše vysvětlit široké veřejnosti.

Nehodu primárně skutečně zavinil nedostatek pružnosti O- kroužků. Během noci před startem ztratily vlivem mrazu svou pružnost. V momentě zapálení motorů SRB nedokázaly utěsnit spoj segmentů pravého motoru, důkazem byly ony obláčky tmavého kouře, které se objevily na záznamu kamer těsně po startu. Po chvíli zplodiny hoření samy mezeru utěsnily, ale kroužky už byly zřejmě oslabeny žárem. A zde se přidává ke smrtícímu koktejlu příčin a náhod další ingredience: od 37. do 63. sekundy po startu prolétal Challenger oblastí s prudkými nárazy větru. Byly to dokonce nejsilnější poryvy, jaké kdy byly během startu shuttlu zaznamenány. Nárazy způsobily poměrně silné zatížení konstrukce všech částí startovní sestavy. A někdy v této době se zřejmě právě vinou namáhání konstrukce v důsledku poryvů znovu otevřela mezera mezi segmenty pravého motoru SRB a plamen si začal hledat cestu ven. To by nutně nemuselo znamenat zkázu Challengeru, nebýt posledního dílu skládačky událostí.

 

Plamen si prorazil cestu ven zrovna v místě, kde mu stála o něco níže na konstrukci SRB v cestě vzpěra P-12, jeden z konstrukčních prvků, který poutal motor SRB k nádrži ET. Plamen vzpěru oslabil a ta nevydržela zatížení. Pro ostatní vzpěry bylo náhlé zvýšení jejich namáhání také příliš a spodek SRB byl najednou volný. Plamen ze spoje mezitím jako autogen propálil stěnu nádrže s vodíkem a ten začal unikat. Uvolněný SRB začal rotovat kolem horního závěsu, který se zdeformoval a poškodil nádrž s kyslíkem v horní části ET. Pak se do kyslíkové nádrže zabořila ještě špice SRB. Oba unikající komponenty paliva pak během několika milisekund vzplanuly a obklopily Challenger ohnivou koulí. Oproti všeobecným domněnkám se nejednalo o explozi, nýbrž o prudké hoření. Raketoplán tedy nebyl rozmetán tlakovou vlnou, ale působením aerodynamických sil, kterým byl vystaven. Výsledek však byl tentýž a v přímém přenosu jej pozoroval celý svět…

Jenže Feynman se se svým pozorováním a zkoumáním nezastavil u inženýrů. Během oné show s ledovou vodou a kouskem těsnění mířil specificky na Larryho Mulloye, manažera sekce startovních motorů NASA. Během svých rozhovorů s techniky a inženýry totiž on a ostatní vyšetřovatelé nabyli dojmu, že za selháním techniky se skrývá něco mnohem závažnějšího- selhání manažerského systému jako takového a manažerské etiky. Jedna část závěrečné zprávy Rogersovy komise nese název „An accident Rooted in History.“ (Nehoda, mající kořeny v historii). Na veřejnost se tak dostaly ukázky nedbalosti, překrucování faktů a pochybení na všech stupních managementu NASA.

Jako jeden z příkladů posloužil odhad spolehlivosti raketoplánu. Richard Feynman byl člověkem, jenž měl dlouhodobou zkušenost v oboru, kde se zákony pravděpodobnosti používají neustále. Poté, co mu jeden z inženýrů tvrdil, že podle NASA je odhadovaná spolehlivost shuttlu 1:100 000, tedy že by raketoplán měl teoreticky létat každý den po dobu 300 let, než by došlo k fatální poruše, Feynman jen nevěřícně kroutil hlavou. Onen inženýr s tímto číslem také nesouhlasil a tak si jej pro vlastní účely potají zmenšil na 1:1000. S tímto údajem, který se rozhodně blížil skutečnosti mnohem více, než oficiální odhad NASA, pak operoval například při debatě, zda zahrnout do konstrukce startovní sestavy raketoplánu i autodestrukční nálože. Když se zmíněný inženýr zajímal o způsob, jakým NASA přišla na číslo 1:100 000, nedočkal se nikdy odpovědi. Feynman pak udělal průzkum mezi několika jinými inženýry a jejich odhady se různily od 1:50 do 1:100. Vedení se však o jejich názory nikdy nezajímalo.

Feynman narazil i na sporné praktiky i během recyklace SRB. Ty po vypotřebování paliva padaly do moře na padáku a pak byly rozebrány, prohlédnuty, vyčištěny, pokusně sestaveny a naplněny palivem pro další let. Během prohrabování se záznamy Feynman zjistil, že u pravého SRB, použitého při osudné misi, byly porušeny technologické postupy při tvarování jednoho ze segmentů. Segmenty byly často nárazem na vodu deformovány, a proto musely být pomocí lisu znovu vytvarovány do kruhového průřezu. Ten byl ověřen měřením průměru na třech různých místech. I tahle praxe je podivná, protože není řečeno, že tvar, který má na třech různých místech stejný průměr, musí být nutně kruhový. Nicméně Feynmana zarazil spíš fakt, že k tvarování byl použit mnohem vyšší tlak, než stanovoval technologický manuál. Jenže pak mu jeden z pracovníků ukázal v tom samém manuálu pasáž, která protiřečila úseku o maximálním přípustném tlaku.

Nebyl to jediný případ, kdy oficiální dokument, který NASA vytvořila, nebo se jím alespoň řídila, byl zmatečný a popíral sám sebe. Jako špatný žert nakonec vypadá i zpráva o připravenosti k letu (Flight Readiness Review), která byla vypracovávána vždy před startem raketoplánu. Byl to jediný dokument, který zmiňoval problémy s O- kroužky, žádný jiný oficiální dokument se přes snahu a zoufalé úsilí některých inženýrů v čele s Boisjolym o problému nezmiňuje. Ve zprávě, vypracované před startem STS-51L byla tato Achillova pata popsána takto: „Nepřítomnost spolehlivého sekundárního utěsnění (míněna funkce O- kroužků) v polním spoji je nanejvýš kritická a je třeba co nejdříve implementovat řešení, které omezí rotaci spoje a tím sníží kritikalitu tohoto komponentu.“ To byla věta na začátku jedné ze stránek. Na té samé stránce dole ale stálo: „Analýza existujících dat indikuje, že je bezpečné pokračovat ve startech s existujícím řešením za podmínky, že všechny spoje budou otestovány na případné propouštění při tlaku 200 psig (diferenciální tlak bez započtení atmosférického tlaku).“ Na jediné stránce tak jsou poruchy O- kroužků nazývány jako naprosto kritická okolnost a současně se jedním dechem dodává, že je zcela bezpečné létat s tímto rizikem nadále!

Feynmanova pozorování bylo nakonec pro NASA natolik zdrcující, že nebyla zahrnuta do hlavní závěrečné zprávy Rogersovy komise. Byla nakonec připojena k druhému svazku jako „Appendix F“ pod názvem „Osobní poznatky ohledně spolehlivosti shuttlu“. Jako práce, dokumentující mnohdy neortodoxní, ale velice účinné a detailní pozorování fungování NASA je tento dodatek velmi zajímavým čtením i dnes.

Hlavní část Rogersovy zprávy byla prezidentovi předložena 9. června 1986. Na jejím základě převzala firma Thiokol zodpovědnost za havárii. Bylo jasné, že je třeba zásadním způsobem změnit konstrukci SRB, zejména spojů mezi segmenty. To se také skutečně stalo, mimo jiné byl přidán třetí O- kroužek, pozměněn tvar spoje a přidány ohřívače, které měly udržet teplotu těsnění i okolí v rozmezí přijatelných hodnot. Změnami však neprošla pouze konstrukce SRB, vylepšeny byly všechny části startovní sestavy, tedy i ET i samotný orbiter.

.

Velkou porci kritiky v závěrečné zprávě Rogersovy komise schytala také samotná NASA. Její neúprosný tlak na dodržování nerealistického letového řádu raketoplánů byl důvodem, proč se mezi starty nedostávalo času na potřebné změny. Personál a konstruktéři prostě neměli čas se nadechnout a říci si- tady něco nehraje, pojďme to zkusit udělat jinak. Díky dohodě s ministerstvem obrany byly pomocí raketoplánu na orbit vypouštěny družice, jejichž dopravu mohly zajistit běžně používané rakety s daleko menším rizikem pro obsluhu. Rozhodovací mechanizmy v rámci přípravy na let byly neefektivní a špatné. Nebyla nastolena dostatečná kooperace nižších úrovní (tj. inženýrů a techniků) s vyššími úrovněmi managementu. Nebyla zajištěna dostatečná kontrola kvality. Dlouhodobé přehlížení závažných poruch, jako byla ta s O- kroužky, vyústilo ve ztrátu orbiteru, posádky a obrovského množství času. Na základě těchto a dalších závěrů prošla NASA poměrně hlubokou reorganizací. Byla změněna struktura managementu. Byly nuceny odejít osoby, které se podílely na špatném rozhodnutí v lednu 1986. Byl zřízen Odbor bezpečnosti, spolehlivosti a zajištění kvality. Vedoucím oddělení bezpečnosti v tomto odboru se stal Jay Greene, letový ředitel, během jehož služby (ne však jeho vinou) se rozpadl Challenger. Do vedoucích funkcí byli jmenováni astronauti, jejichž přítomnost měla přinést pohled z perspektivy pasažéra shuttlu (v roce 1989 se dokonce astronaut R. Truly stal administrátorem NASA). Byla omezena možná rizika během letů orbiterů- mimo jiné tím, že napříště už v nákladovém prostoru nebyly umísťovány komerční satelity a u ostatních nebylo možné použít urychlovací stupeň, jehož palivo bylo vnímáno jako rizikový faktor. Letový plán raketoplánů byl upraven tak, aby více odpovídal realitě- tempo se výrazně zvolnilo.

Telekonference, zmíněná v úvodu, se stala klasickým příkladem špatného manažerského rozhodování a je uváděna jako odstrašující příklad dodnes. I po několika desítkách let je připomínkou toho, jaké dopady má selhání nejen techniky, ale také manažerské etiky. Normalizace odchylky, kdy bylo tiše akceptováno, že systém funguje jinak, než byl navržen, a ignorace vážných varování v podobě narušení celistvosti O- kroužků působením žáru („blow-by“) se stala mementem pro všechny zúčastněné, i pro exekutivní pracovníky na celém světě.
29. září 1988 se z Kenndeyho kosmického střediska vznesl raketoplán Discovery, aby dva a půl roku po tragédii navázal tam, kde 73 sekund po startu skončil Challenger…

Posádka mise STS 51-L neměla onoho osudného úterý v lednu 1986 žádnou šanci na únik z ohnivého pekla, kterým se stala startovní sestava Challengeru. Nedisponovala ani katapultážním mechanizmem, ani jiným prostředkem, který by mohl její členy nějakým způsobem zachránit při destrukci orbiteru v rychlosti přes 3000 km/h a ve výšce přes 16 kilometrů. Zcela určitě ale bylo možno této neřešitelné situaci předejít, ať už jinou konstrukcí samotného orbiteru, SRB, nebo prostě jen rozhodnutím odložit start. Zdálo by se, že strašák jménem „normalizace odchylky“, který nese největší podíl viny na tragédii, bude z NASA jednou provždy vymýcen. Mnozí si to skutečně mysleli a všichni zaměstnanci agentury se o to snažili. Jenže- jak už to bývá- časem se začal vkrádat opět pocit neporazitelnosti a bezchybnosti. Normalizace odchylky se nenápadně stala opět běžnou praxí při letech raketoplánů. A čekala na svou další příležitost, aby si opět vyžádala oběti z řad astronautů. Do té doby však v roce 1986 zbývalo ještě dlouhých 17 let…

 

51  Památník zesnulých astronautů v KSC. Tabule, ve které jsou proražena jména všech amerických astronautů, kteří zahynuli při misi, či během výcviku, se neustále otáčí tak, aby jmény prosvítalo slunce. (Zdroj: 1.bp.blogspot.com)

“We have whole planets to explore. We have new worlds to build. We have a solar system to roam in. And if only a tiny fraction of the human race reaches out toward space, the work they do there will totally change the lives of all the billions of humans who remain on earth, just at the strivings of a handful of colonists in the new world totally changed the lives of everyone in Europe, Asia, and Africa.
(Máme celé planety ke zkoumání. Máme nové světy, které můžeme stavět. Máme k toulání celou sluneční soustavu. A když byť i jen malá část lidstva sáhne po vesmíru, práce, kterou vykoná, zcela změní životy všech těch miliard lidí, kteří zůstali na Zemi, stejně jako úsilí hrstky kolonistů v Novém světě zcela změnilo životy všech v Evropě, Asii a Africe.)
Poznámka, kterou v kufříku se svými osobními věcmi zanechal na ubikacích pro posádky 28. ledna 1986 velitel mise STS 51-L Francis Richard “Dick” Scobee  

 

Zdroje informací:
B. Evans „Space Shuttle Challenger- Ten Journeys into the Unknown“
J. R. Chiles „Inviting Disaster“
R. Feynman, R. Leighton „What Do You Care What Other People Think?“
D. Shayler „Space Rescue- Ensuring the Safety of Manned Spaceflight“
D. Harland, R. Lorenz „Space Systems Failures“
M. Mullane „Riding Rockets“
https://history.nasa.gov/sts51l.html
https://www.cbsnews.com/network/news/space/home/memorial/51l.html (skvělý seriál nestora americké kosmonautické žurnalistiky Jaye Barbreeho)
Zdroje obrázků:
https://www.spacefacts.de/cancelled/photo2/sts-62a.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/c/c2/PEAP.jpg
(1989, STS-34 crewmembers during emergency egress training at KSC)
https://www.aerospaceweb.org/question/investigations/challenger/challenger-cabin.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e0/Challenger_STS_51_L_launch.JPG
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e1/Booster_Rocket_Breach_-_GPN-2000-001425.jpg/371px-Booster_Rocket_Breach_-_GPN-2000-001425.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/97/Members_of_the_Rogers_Commission_arrive_at_KSC_-_GPN-2004-00032.jpg/611px-Members_of_the_Rogers_Commission_arrive_at_KSC_-_GPN-2004-00032.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/c/cb/Roger_Boisjoly_obituary.jpg
https://images.ksc.nasa.gov/photos/2000/high/KSC-00PP-0813.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/49/Zlacze_miedzysegmentowe_rakiety_SRB_promu_kosmicznego.jpg/447px-Zlacze_miedzysegmentowe_rakiety_SRB_promu_kosmicznego.jpg
https://history.nasa.gov/rogersrep/v1p60a.jpg
https://www-scf.usc.edu/~kallos/images/feynman-challenger.jpg
https://history.nasa.gov/rogersrep/v1p69.jpg
https://1.bp.blogspot.com/_DLU4sdTFM7s/S2ZkbpfCcJI/AAAAAAAADok/F1H7U8-gqv8/s400/astromemfilephoto.jpg>

Psáno pro Kosmonautix a Osel.cz