Ma húsz éve rázta meg a világot a Columbia űrsikló katasztrófája
„Columbia, Houston, UHF comm check.”
(A NASA repülésirányítása, miután megszakadt a kapcsolata a Columbia űrsiklóval)
Ma húsz évvel ezelőtt, 2003. február 1-én, keleti parti idő szerint reggel 9-kor a NASA elvesztette a kapcsolatot a világűrből visszatérő Columbia űrsiklóval és hét fős legénységével. A houstoni irányításnak 12 perccel később vált egyértelművé, hogy az űrrepülőgép a légkörben darabokra szakadt, és az 1986-os Challenger-szerencsétlenség óta az amerikai űrügynökség legsúlyosabb tragédiája bontakozik ki a szemük láttára.
„A Columbia elveszett, nincsenek túlélők” – mondta George W. Bush amerikai elnök 16 hónappal a szeptember 11-i terrortámadások után, a szerencsétlenség estéjén tartott beszédében. Az űrrepülőgép sorsa 15 nappal korábban, az indítás 81. másodpercében pecsételődött meg, amikor a hajtóműveit üzemanyaggal ellátó külső üzemanyagtartályról levált egy hőszigetelődarab, és eltalálta a bal szárnyát. Erről egy fellövéskor rögzített videó is tanúskodott, amit a küldetés alatt a NASA szakemberei elemeztek, és az irányítással együtt akkor arra jutottak, hogy nincs veszélyben az űrrepülőgép biztonságos hazatérése.
Az STS-107 jelű küldetést Rick Husband űrhajós és vadászpilóta vezette, akinek a Nemzetközi Űrállomáshoz irányuló STS-96 után ez volt a második űrrepülése, ahogy a személyzet két másik tagjának, Kalpana Chawlának és Michael P. Andersonnak is. A pilóta, William McCool és két küldetésspecialista, Laurel Clark és David Brown először járt a világűrben, mindhárman az amerikai haditengerészetnél szolgáltak a NASA előtt. A hetedik űrhajós Ilan Ramon volt, aki első izraeliként jutott a világűrbe a Columbián. A kéthetes küldetés alatt az asztronauták 80 különböző tudományos kísérletet végeztek a mikrogravitációs környezetben, amiben az űrsikló rakterében elhelyezett Spacehab kutatómodul segítette őket.
A szerencsétlenség után az amerikai történelem legnagyobb, három hónapon át tartó szárazföldi keresőművelete kezdődött – ezalatt 83 ezer maradványra bukkantak, ami az űrrepülőgép tömegének 38 százalékát tette ki. Köztük volt az űrhajó adatrögzítője és Ramon naplója, amelynek utolsó bejegyzései közt arról írt, hogy „ma először éreztem azt, hogy ténylegesen a világűrben élek. Olyan ember lettem, aki a világűrben él és dolgozik”. A Columbia roncsait a Kennedy űrközpontba szállították, ahol egy hangárban elkezdték rekonstruálni az űrsiklót. A munkában űrhajósok is részt vettek, akik közeli kollégáikat és barátaikat veszítették el a tragédiában.
Az amerikai haditengerészet admirálisa, Harold Gehman által vezetett baleseti vizsgálat 2003. augusztusában adta ki végleges jelentését, amely a tragédia közvetlen okainak megállapítása mellett kritikus volt a NASA szervezeti kultúrájával, az űrügynökségre helyeződő költségvetési, valamint az indítási menetrend tartását célzó nyomással szemben. A szakértők emellett felrótták az űrügynökségnek a repülések biztonságosságát felügyelő program és a megfelelő, szervezeten belüli kommunikációs csatornák hiányát.
Az 1972-re visszanyúló űrrepülőgép-program a Columbia első, 1981-es repülésével kezdődött, és legfontosabb érdemei közé tartozik a Nemzetközi Űrállomás megépítése vagy a máig üzemelő Hubble űrteleszkóp felbocsátása és szervizelése. Az öt űrsikló (Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis, Endeavour) 135 repüléséből kettő végződött az űrhajók és a rajtuk utazó űrhajósok elvesztésével, és legalább további két esetben állt fent ennek a komoly rizikója. A program az amerikai pénznem 2023-as értékében kifejezve összességében 262 milliárd dollárba került az amerikai adófizetőknek, és végül 2011-ben, az Atlantis repülésével ért véget.
16 perccel a légkörbe lépés után semmisült meg a Columbia
Az űrrepülőgépeket az alacsony Föld körüli pályáról történő légköri visszatérés során fellépő extrém hőhatásoktól az újrahasználható, komplex hővédőpajzsa védte meg. Ennek nagy részét 24 ezer, az űrsikló borításához ragasztott csempe alkotta, amelyeknek 1200 Celsius-fokos hőmérsékletet kellett elviselniük az ereszkedés során. Az űrhajó egyes részein, így például a Columbia esetén kritikusnak bizonyuló szárnyak belépőélein, ahol a hőhatás az 1600 Celsius-fokot is elérhette, a NASA megerősített szén-szén kompozit (RCC) hővédő elemeket használt.
A négy küldetésen részt vett Thomas Jones nyugalmazott űrhajós a visszatérések során nyert tapasztalatait úgy foglalta össze, hogy „az ablakok csodálatos kilátást adtak a Földre, és a színpompás fényjátékra, amit az űrhajó légköri molekulákkal történő ütközése produkált. A cseresznyepirostól narancssárgán át liláig és fehérig változtatta színét a plazma, ami több mint 20 percig megfigyelhető volt az elülső, oldalsó és felső ablakokból is”. Az űrrepülőgépen szintén négy alkalommal repülő Scott Horowitz szerint a visszatérésből „nagyon keveset lehet érezni, nincs rázkódás vagy vibrálás, csak látjuk a hőt, amit az űrsikló légkörben történő visszatérése generál”.
2003. február 1-én a Columbiának keleti parti idő szerint 9:16-kor kellett volna földet érnie a floridai Kennedy Űrközpontban. A NASA 8:10-kor tájékoztatta a legénységet, hogy végrehajthatják a visszatéréshez szükséges rakétamanővert, amire 5 perccel később sor is került. Az űrsikló 8:44-kor lépett be a Föld légkörébe, 120 kilométeres magasságban. Néhány perc után a Columbia a bal szárnyon megnövekedő légellenállás miatt balra kezdett dőlni, amit sem a legénység, sem az irányítás nem érzékelt, mert az űrsikló számítógépei azt automatikusan korrigálták. A Columbia 8:53-kor a hangsebességnél 23-szor gyorsabban áthaladt a kaliforniai partok felett, 70 kilométeres magasságban.
Az első jelét annak, hogy valami nincs rendben, 8:54-kor észlelték az irányítóközpontban, miután négy hőmérsékleti szenzor felmondta a szolgálatot a bal szárnyban. De még 8:57-kor is úgy tűnt, hogy a Columbia képes megfelelően irányítani magát a visszatérési manőverek során. A legénység először 8:58-kor értesült arról, hogy elkezdett meghibásodni az űrhajó, amikor az egyik képernyő a bal futómű nyomásvesztéséről jelenített meg hibaüzeneteket. Ekkor az űrsikló instabilitása a bal szárny súlyosbodó sérülése miatt már fokozódott, és a manőverező rakétafúvókáknak egyre nehezebbnek bizonyult stabilizálniuk. 8:59-kor Husband utolsó üzenete („Roger, uh”) az irányítóközpont felé már félbeszakadt, és pillanatokkal később minden kapcsolat megszakadt a NASA TDRS kommunikációs műholdjai és a Columbia között.
A NASA szerint az űrhajósok az utolsó pillanatokig mindent megtettek, hogy kontroll alatt tartsák a Columbiát, de ez 9:00-kor már lehetetlennek bizonyult, és a hangsebesség 15-szörösénél gyorsabban haladó űrrepülő Texas felett darabokra tört a légkörben. A katasztrófa utáni pillanatokat az amerikai hadsereg egy Apache helikoptere rögzítette infravörös kamerájával, miközben Texas középső része felett végzett repülési gyakorlatot. A houstoni irányítás a következő percekben még megpróbálta felvenni a kapcsolatot a Columbiával, és ekkor már tudták, hogy súlyos probléma történt. 9:12-kor megérkeztek a hírek az űrsikló földről megfigyelt széteséséről, majd elhangzott a landolásért felelős repülésirányító, LeRoy Cain híres mondata („Lock the doors”), amellyel elrendelte a vészhelyzetekben alkalmazandó forgatókönyvet. Ennek célja az volt, hogy megőrizzenek minden olyan információt, ami az irányítók birtokában lehetett, hogy könnyebben feltárható legyen a tragédia oka.
Meg lehetett volna menteni az űrhajósokat?
A több hónapig tartó vizsgálat megállapította, hogy a Columbia elvesztését közvetlenül egy, a külső üzemanyagtartályról leeső szigetelőhab-darab okozta, ami a bal szárny belépő élének szén-szén paneljeibe csapódott. Erre utalt a panelek maradványainak anyagvizsgálata mellett az is, hogy a roncsok nagy részéhez képest nyugatabbra találták meg őket, így azok az űrrepülőgép szétesése előtt válhattak le.
A hipotézis megerősítéséhez a Southwest Kutatóintézetben kísérleteket végeztek, ahol ágyúval szigetelés darabokat lőttek más űrsiklókról kölcsönzött hővédőpajzspaneleknek, hogy szimulálják, mi történhetett a Columbia fellövésekor. Ezzel még azt is feltárták, hogy pontosan melyik panel sérülése idézhette elő a katasztrófát.
Bár a külső üzemanyagtartály szigetelését elvileg úgy tervezték, hogy az ne károsíthassa az ürrepülőgépet, a gyakorlatban az első repüléstől kezdődően az indítások nagy többsége során előfordult, hogy leesett egy-egy darab, és nekiütközött az űrsiklónak. 15 évvel korábban, az STS-27 repülésen az Atlantis űrsikló egyik gyorsítórakétájának szigetelőanyag-darabkájával történt hasonló az indítás során. A küldetés parancsnoka, Robert Gibson később elmondta, miután az űrrepülő robotkarjával megvizsgálták a sérülést, az annyira súlyosnak tűnt, hogy egy gondolat járt a fejében: „Mind meg fogunk halni.” Eközben az irányítóközpontban szinte teljesen figyelmen kívül hagyták a problémát, és csak a landolás után derült ki, hogy az Atlantis aljáról levált egy hővédőcsempe, több mint 700 másik pedig megsérült.
Az ilyen tapasztalatok mellett az Alex Roland történész szerint a programot a kezdetektől átható, „a legjobban bízunk” (hoping for the best) stílusú menedzsment is megvilágítja, miért juthattak a szigetelés szárnynak való ütközéséről készült videófelvételt elemző NASA-szakemberek arra, hogy az űrhajó nincs veszélyben. A NASA küldetésmenedzserei a visszatérés előtt azért sem nagyon forszírozták a vizsgálódást, mert úgy gondolták, a hiba úgysem javítható Föld körüli pályán. Azt, hogy egy sikeres javításra kevés esély volt, az a későbbi jelentés is megerősítette, amely azt vizsgálta, mit tehetett volna a küldetés alatt másként az űrügynökség.
A vizsgálóbizottság ugyanakkor arra jutott, hogy ha a Columbiát nem is, de a rajta utazó űrhajósokat elméletileg meg lehetett volna menteni. Ehhez az űrsikló küldetésének 5. napján, a sérülés megvizsgálása után az űrhajósoknak el kellett volna kezdeniük tartalékolni a Columbia erőforrásait, miközben a NASA-nak az Atlantis eredetileg március 1-ére tervezett indítását kellett volna előbbre hozni. A jelentés szerint ebben az esetben az Atlantis a minimálisan szükséges legénységgel el tudott volna indulni február 10. és 12. között, ami elegendő időt adhatott volna arra, hogy a két űrhajó Föld körüli pályán történő találkozása során az űrhajósok űrsétákkal átszálljanak az Atlantisba. Ezután a Columbiát a földi irányítók automatikusan beléptették volna a Föld légkörébe a Csendes-óceán felett. A vizsgálatot végzők szerint az nem egyértelmű, hogy a NASA és az amerikai kormányzat engedélyezte volna-e egy újabb űrsikló fellövését, azzal a rizikóval, hogy akár azt is elveszíthetik.
Egy évvel később Bush bejelentette az űrrepülőgép program végét
A szerencsétlenség után egy évvel Bush új űrprogramot hirdetett, amelynek célja új űrrakéták és egy Föld körüli pályán túlra jutó emberes űrhajó (a későbbi Orion) kifejlesztése volt, amivel az elnök reményei szerint az Egyesült Államok 2020-ban visszatért volna a Holdra. Az elnök egyúttal bejelentette, hogy a Nemzetközi Űrállomás 2010-es befejezése után véget ér az űrrepülőgépek karrierje.
A szerencsétlenség után több mint két évvel, 2005. júliusában került sor a következő, STS-114 jelű repülésre, amikor a Discovery űrsikló hétfős személyzete meglátogatta a Nemzetközi Űrállomást, miközben letesztelték a hővédőpajzs alapos átvizsgálására szolgáló új eljárásokat és eszközöket. Az indítás alatt újabb szigetelőanyagok estek le a külső üzemanyagtartályról, de ezek nem sértették meg súlyosan az űrhajó hővédőpajzsát. A Columbia tragédiája után az űrrepülőgép egy kivétellel soha többet nem repült a Nemzetközi Űrállomástól eltérő célponthoz. Az állomás így egyfajta mentőcsónakként funkcionált a legénységnek arra az esetre, ha az indítás során megsérül az űrrepülőgép.
Ez a kivétel a Hubble űrteleszkóp máig utolsó nagyjavítása volt 2009 májusában: az STS-125 küldetést az Atlantis űrrepülőgép Scott Altman parancsnok által vezetett legénysége hajtotta végre 12 nap leforgása alatt. A küldetés idején készenlétben állt az Endeavour űrsikló, hogy ha valami baj történik, elindítható legyen az Atlantis legénységének megmentésére.
Az űrrepülőgép-program végül a tervezettnél egy évvel később, 2011-ben fejeződött be, és ezután 9 évig, a SpaceX Crew Dragon űrhajójának első útjáig csak az orosz Szojuz űrhajóval juthattak el amerikai űrhajósok az űrállomásra. 2022-ben, 50 év után a NASA visszatért a Hold közelébe egy űrhajóval, egyelőre űrhajósok nélkül – az Orion hibátlanul teljesítette Artemis–1 nevű tesztküldetését, ami életben tartja a reményt, hogy jövőre, 21 évvel a Columbia tragédiája után ismét űrhajósok utazzanak a Hold felé.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
