Pavel Kroupka 19.11.2021

Człowiek w Kosmosie - awarie i katastrofy

Człowiek w Kosmosie – awarie i katastrofy

Drogę do gwiazd nie jest usłana różami. Choć dziś maszyny stworzone ręką i umysłem człowieka badają okołosłoneczne planety, teleskopy wyniesione na orbitę penetrują odległe zakątki Wszechświata, sondy dawno opuściły już nasz układ planetarny przemierzając coraz dalsze zakątki Kosmosu, a człowiek regularnie melduje się na okołoziemskiej orbicie, to jednak nie każde przedsięwzięcie w przestrzeni kosmicznej kończyło się pomyślnie. Wiele misji napotykało różne problemy techniczne, niektóre z nich pomimo trudności udało się szczęśliwie doprowadzić do końca, inne ponosiły fiasko, część z nich okupiona została życiem astronautów. Wyprawa poza granicę ziemskiej atmosfery na ogół nie jest romantyczną przygodą. Oczywiście widok ziemskiego globu z orbity może być poruszający. Jednak czas pomiędzy takimi chwilami uniesienia wypełniają zmagania z ekstremalnymi warunkami zewnętrznymi, którym nie zawsze jesteśmy w stanie sprostać, własnymi słabościami, błędami, skomplikowaną i często zawodną technologią. 

24 października 1960 - Bajkonur w ogniu

W początkowym okresie tzw. podboju Kosmosu programy kosmiczne splatały się z rakietowymi programami wojskowymi. Pierwsze wyjście poza granice atmosfery było dziełem rakiety, której konstrukcja oparta została na niemieckiej V2, zaś radziecka rakieta balistyczna R-7 posłużyła do wyniesienia na orbitę pierwszego sztucznego satelity - Sputnika 1. R7 uważana była za konstrukcją niedoskonałą, ale to właśnie jej zmodernizowanej wersji (R-16) przypadło w udziale uczestnictwo w jednej z największych katastrof w historii inżynierii rakietowej. 

24 października 1960 roku kosmodrom Bajkonur wypełniła kula ognia widziana podobno z odległości kilkudziesięciu kilometrów. Gigantyczna eksplozja pochłonęła życie 92. osób (oficjalnie), choć niektóre relacje mówią o 126., a nawet 200. ofiarach. 

Przyczyną katastrofy był prawdopodobnie pośpiech związanym z dotrzymaniem terminu wystrzelenia rakiety (obchody rocznicy rewolucji październikowej). Do wypadku przyczyniło się także wykorzystanie wyjątkowo toksycznego paliwa jakim była mieszanka dimetylohydrazyny i kwasu azotowego. Uszkodzenie przewodów paliwowych przez obsługę spowodowało jego wyciek do komory spalania, co zmusiło obsługę do maksymalnego (24h) przyspieszenia startu rakiety, gdyż żrące właściwości paliwa stanowiły zagrożenie uszkodzenia jej konstrukcji.

Bajkonur w ogniu
Bajkonur w ogniu

W ciągu kolejnej doby poprzedzającej moment startu popełniono kilka brzemiennych w skutkach błędów. Prawdopodobnie jeden z ponaglanych przez dowództwo techników pozostawił Programowany Dystrybutor Napięcia (PDN - urządzenie służące uruchomieniu poszczególnych sekwencji podczas procedury startowej) w pozycji końcowej, podczas gdy ten powinien być ustawiony w pozycji początkowej. Przywracając funkcjonowanie szwankującym mechanizmom startowym włączono także akumulatory, które powinny być uruchomione dopiero w chwili startu. Powodem tego była niska temperatura otoczenia i obawa o ich niewłaściwą pracę w momencie startu. Rozgrzane akumulatory miały zostać wyłączone tuż przed startem i ponownie uruchomione zgodnie z procedurą startową. Podawały jednak napięcie w momencie kiedy jeden z techników, dostrzegając niewłaściwe położenie PDN, przełączył go w pozycję “przed startem”. 

Doszło wówczas do zamknięcia obwodu i odpalenia ładunków pirotechnicznych uwalniających dopływ paliwa do komory spalania silników drugiego stopnia, które zostały w ten sposób uruchomione. Płomienie silników ogarnęły zbiorniki paliwowe niższego stopnia co doprowadziło do gigantycznej eksplozji. 

Decyzją Nikity Chruszczowa wydarzenie utajniono. Rodziny ofiar poinformowane zostały o zaistnieniu katastrofy lotniczej. Wśród nielicznych ocalałych członków personelu i oficjeli zebranych na uroczystości wystrzelenia rakiety znalazł się główny jej konstruktor Michaił Jangiel, który w momencie niefortunnego zajścia poszedł zapalić papierosa…

Kiedy równo trzy lata później doszło do kolejnego pożaru w wyniku zwarcia podczas zwykłej wymiany żarówki, dzień 24 października nieformalnie uznany został za “przeklęty” i wykluczony podczas ustalania harmonogramu startów oraz prac przygotowawczych.

Pożar kapsuły Apollo

Spalona kapsuła Apollo 1
Spalona kapsuła Apollo 1

Niecałe trzy lata przed lądowaniem na Księżycu doszło do wydarzeń, które przez chwilę postawiły pod znakiem zapytania realizację programu Apollo. Mowa o wypadku, który miał miejsce 27 stycznia 1967 podczas testowania kapsuły Apollo 1. W trakcie symulacji odliczania startowego doszło wówczas do pożaru w wyniku którego śmierć poniosło trzech znajdujących się na pokładzie statku astronautów. Winne było zwarcie w okablowaniu kapsuły i tlen wypełniający jej hermetyczne wnętrze. Ekipa ratunkowa zbyt długo mocowała się z włazem wejściowym i nie zdołano w porę wyciągnąć zamkniętych astronautów. Wypadek ten z jednej strony przyhamował entuzjazm amerykańskiej agencji kosmicznej, z drugiej dopingował do jeszcze szybszych działań stronę radziecką. Pośpiech, po raz kolejny, okazał się niestety złym doradcą.

Lot Komarowa

Władimir Komarow
Władimir Komarow

Pośpiech i lekceważenie głosów rozsądku było chyba charakterystyczną cechą podboju kosmosu w wydaniu radzieckim. Prestiż i pierwszeństwo ceniono wówczas bardziej od ludzkiego życia. Zaplanowany w 1967 roku spacer astronautów w przestrzeni kosmicznej pomiędzy dwoma Sojuzami mającymi spotkać się na okołoziemskiej orbicie miał być spektakularnym sukcesem kosmonautyki radzieckiej. Sojuz 1 według ekspertów charakteryzowała jednak lista ponad 200 różnych usterek. Loty testowe nie kończyły się sukcesem - rozhermetyzowanie kapsuły lub eksplozja rakiety oznaczały oczywiście śmierć załogi. Nie przeszkadzało to kierownictwu partii w podjęciu decyzji startu - 23 kwietnia statek z astronautą Władimirem Komarowem wyruszył na orbitę. Być może liczono na techniczną biegłość i doświadczenie astronauty - Komarow był inżynierem i posiadał na swym koncie już jeden orbitalny lot. 

Problemy pojawiły się od samego początku misji - nie zadziałał panel solarny, przez co nie było zasilania dla wszystkich systemów pokładowych, szwankował układ stabilizujący Sojuza, a kolejne usterki (klimatyzacja, łączność), z którymi Komarów nie mógł sobie poradzić zmusiły kierownictwo misji do odwołania startu Sojuza 2 i decyzji o wcześniejszym zakończeniu lotu astronauty. 

Niestety podczas powrotu zawiódł system hamowania. Pomimo ogromnych przeciążeń Komarow starał się opanować opadającą kapsułę. Przedarł się przez górne warstwy atmosfery, niestety nie mógł nic poradzić na splątane w wyniku ruchu wirowego Sojuza liny spadochronu, który nie rozwinął się prawidłowo i nie wyhamował kapsuły. Sojuz z ogromną prędkością uderzył w kazachstański step, grzebiąc w swych szczątkach radzieckiego astronautę. 

Wypadek Władimira Komarowa ostudził nieco gorące głowy partyjnych decydentów. Pozwolono na bardziej drobiazgowe pracy przygotowawcze. Konstrukcja Sojuza była przez lata modernizowana i doskonalona - z wyjątkiem jednej tragicznie zakończonej misji nikt przebywający na jego pokładzie miał już w przyszłości nie zginąć.

Załoga Sojuz 11
Załoga Sojuz 11

 

Dekompresja kabiny

Owa niefortunna misja miała miejsce w roku 1971. Katastrofa wydarzyła się podczas powrotu na Ziemię, jednak problemy wystąpiły już podczas orbitowania Sojuza 11, który w tym czasie zadokowany był do stacji Salut 1. Wówczas na skutek zwarcia elektrycznego wybuchł pożar. Sytuację opanowano, ale centrum kontroli lotów zezwoliło na wcześniejsze zakończenie misji. Podczas odłączania od stacji zauważono niewielką nieszczelność hermetycznych zaworów dokujących. Procedurę powrotną jednak kontynuowano. Przed wejściem w atmosferę w kabinie gwałtownie spadło ciśnienie i doszło do jej dekompresji - zawiódł zawór wyrównawczy. Astronauci ubrani byli jedynie w zwykłe kombinezony i kiedy tlen atmosferyczny mógł wypełnić wnętrze kapsuły, dla trzech astronautów było już niestety za późno.

Niespełniające swojej roli uszczelki

Katastrofa Challengera
Katastrofa Challengera

28 stycznia 1986 roku okazał się kolejnym czarnym dniem światowej astronautyki. Zniszczeniu podczas startu uległ wówczas wahadłowiec Challenger. Zginęło siedmiu członków załogi, wśród nich nauczycielka Christy McAuliffe, która podróżowała w ramach programu edukacyjnego „Nauczyciel w Kosmosie”. Z powodu swojego medialnego charakteru start wahadłowca transmitowały stacje telewizyjne, a zdjęcia z katastrofy szybko obiegły świat. 

Wypadek wydarzył się w wyniku uszkodzenia pierścienia uszczelniającego silnik dodatkowej rakiety na paliwo stałe. Defekt nastąpił praktycznie w momencie startu, jednak początkowo nie został zauważony. Dopiero w 45. sekundzie lotu dał się zauważyć płomień ogarniający zbiornik zewnętrzny oraz mocowanie rakiety do zbiornika. Siły aerodynamiczne rozerwały zbiornik i w 73. sekundzie od startu doszło do eksplozji, która zakończyła misję Challengera. 

Do zbadania przyczyn katastrofy powołano specjalną komisję, która wykazała uchybienia w procesach decyzyjnych NASA. Wiedziano bowiem o wadliwej konstrukcji silników dodatkowych, nie zadano sobie jednak wystarczająco dużo trudu aby wskazać istotę owych niedoskonałości. Zignorowano także ostrzeżenia dotyczące startu wahadłowców w dni tak mroźne jak dzień katastrofy. Niskie temperatury mogły mieć wpływ na wadliwe działanie uszczelek, które miały zapobiegać rozszczelnieniu feralnego silnika.

Uszkodzenie osłony termicznej

Załoga Columbii
Załoga Columbii

Kolejny wypadek promu kosmicznego miał miejsce 1 lutego 2003 roku podczas misji wahadłowca Columbia. Choć do katastrofy doszło podczas powrotu na Ziemię, defekty będące jej przyczyną miały miejsce podczas startu. Wówczas to prawdopodobnie fragment pianki stanowiący pokrywę zbiornika paliwa oderwał się uszkadzając osłonę termiczną lewego skrzydła wahadłowca. Na orbicie nie zbadano czy uszkodzenie pozwoli na bezpieczny powrót. Być może awaria nie wyglądała na groźną, jednak podczas wejścia w atmosferę tarcie spowodowało uszkodzenie skrzydła, brak sterowności Columbii i w efekcie rozerwanie wahadłowca. Życie straciło siedmiu członków załogi. Na ponad dwa lata wstrzymane zostały rejsy wahadłowców.

„Houston, mamy problem”

Spadające szczątki Columbii
Spadające szczątki Columbii

Na szczęście awarie podczas lotów kosmicznych nie zawsze kończą się tragiczną w skutkach katastrofą. Najbardziej znanym przypadkiem misji, która pomimo trudności technicznych zakończyła się szczęśliwie jest Apollo 13. Misja rozpoczęła się 11 kwietnia 1970 roku, a jej celem było lądowanie astronautów na Księżycu. W trzecim dniu lotu doszło do eksplozji zbiornika z płynnym tlenem w module serwisowym. Wybuch spowodowany został zwarciem, które z kolei powstało jeszcze na Ziemi na skutek uszkodzeń izolacji kabla zasilającego mieszacz tlenu. Ponieważ w module serwisowym znajdowały się układy zasilania uszkodzenia pozbawiły energii moduł dowodzenia. Trzech astronautów opuściło moduł dowodzenia i przeniosło się do modułu księżycowego. W ramach oszczędności energii potrzebnej do manewrów wejścia w atmosferę oraz wodowania wyłączone zostały wszystkie zbędne urządzenia elektryczne. Moduł dowodzenia miał zostać ponownie uruchomiony dopiero tuż przed lądowaniem. Przebywanie trójki astronautów w module księżycowym zaprojektowanym dla dwóch osób było bardzo niewygodne i kłopotliwe ze względu na trudności w usuwaniu dwutlenku węgla i brak wody pitnej oraz ogrzewania. Szczęśliwe zakończenie misji było wynikiem pomysłowości inżynierów z centrum obsługi lotów oraz samych znajdujących się w przestrzeni astronautów - aby dokonać wymiany zużytych filtrów dwutlenku węgla należało dokonać osobliwej adaptacji za pomocą taśmy izolacyjnej, skarpetki i przewodów od skafandra. Swoiste DIY w przestrzeni kosmicznej zakończyło się powodzeniem - astronautów szczęśliwie udało się sprowadzić na Ziemię.

Lądowanie w jeziorze

Powrót załogi Apollo 13
Powrót załogi Apollo 13

Inną misją, która pomimo trudności zakończyła się dla astronautów szczęśliwie był lot Sojuza 23 z roku 1976. Program tego lotu obejmował dokowanie do stacji orbitalnej Salut 5, realizację trzymiesięcznej misji dwójki astronautów (prawdopodobnie w ramach wojskowego programu Ałmaz) i szczęśliwy powrót na Ziemię. Niestety na skutek awarii systemu automatycznego cumowania dokowanie Sojuza nie powiodło się. Podczas ręcznych prób manewru zużyto dużą część paliwa - zdecydowano wówczas o przerwaniu misji i powrocie na Ziemię. W ramach oszczędności niewielkich juz zapasów energii wyłączone zostały wszystkie systemy pokładowe, także łączności radiowej. Po około 24. godzinach manewr lądowania został rozpoczęty. Włączono silniki hamujące, lądownik oddzielono od reszty statku, nastąpiło wejście w atmosferę i otworzenie spadochronów hamujących. Niestety miejscem lądowania okazała się tafla częściowo zamarzniętego jeziora Tengyz. Choć kapsuła była przygotowana na ewentualne wodowanie, namoknięte spadochrony wciągnęły lądownik pod wodę osadzając go na dnie. Akcję ratunkową utrudniała mgła, śnieżyca i niska temperatura. Gdy wreszcie przy pomocy śmigłowca udało się wyłowić kapsułę Sojuza, szans na przeżycie astronautów nie oceniano wysoko. Nie bardzo nawet spieszono się z otwarciem włazu. Uczynili to sami astronauci otwierając go od wewnątrz. Misja zakończyła się szczęśliwie. Kosmonauci byli cali, choć mocno przemarznięci, gdyż oszczędzając energię ograniczyli ogrzewanie lądownika.

Wydobycie Sojuz 23
Wydobycie Sojuz 23

Zaopatrzenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

Podczas nieudanych misji tracono także sprzęt i ładunek. 1 grudnia 2016 roku katastrofie uległ Progress MS-04, statek transportowy niosący na swym pokładzie wyposażenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Na około dwie minuty przed planowanym umieszczeniem statku na orbicie doszło do awarii trzeciego stopnia rakiety. Stracono łączność i Progress wraz z rakietą nośną Sojuz U oraz blisko 2,5. tonowym ładunkiem umieszczonym w przednim module hermetycznym spłonęły w atmosferze ziemskiej. 

Wybuch Falcon 9
Wybuch Falcon 9

Niepowodzeniem zakończyła się także misja transportowca Dragon realizowana przez  prywatną firmę SpaceX na zlecenie NASA w ramach zaopatrzenia Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.  Start rakiety nośnej Falcon 9 wraz ze statkiem Dragon nastąpił 28 czerwca 2015 roku. Nieco ponad dwie minuty po starcie doszło do rozszczelnienia zbiornika ciekłego tlenu drugiego stopnia rakiety. Efektem była eksplozja i zniszczenie rakiety. Dragon oddzielił się od eksplodującego Falcona i spadł do Atlantyku. Uderzenia o powierzchnię Oceanu spowodowało liczne zniszczenia i w efekcie utratę całego ładunku, w tym niezwykle cennego cumowniczego adaptera nr 1 (IDA-1) opracowanego przez firmę Boeing w ramach usprawnienia transportu zaopatrzenia oraz astronautów podczas misji załogowych.

Kosmiczna kolizja

Nie będziemy już wymieniać licznych uszkodzeń i katastrof satelitów oraz sond kosmicznych. Wspomnimy jedynie o kuriozalnym pierwszym w historii orbitalnym zderzeniu dwóch sztucznych ziemskich satelitów telekomunikacyjnych, amerykańskiego Iridium 33 i rosyjskiego Kosmos 2251, które miało miejsce 10 lutego 2009 roku na wysokości 789 km przy prędkości ponad 11 km/s. Eksperci szacują, iż w wyniku zderzenia mogło powstać nawet ponad 600 różnej wielkości odłamków, stanowiących zagrożenie dla innych obiektów orbitujących.

Kolizyjne trajektorie satelitów
Kolizyjne trajektorie satelitów

Oczywiście strona rosyjska oskarżyła stronę amerykańską o pomyłkę i zaniedbania. Strona amerykańska nie poczuła się do winy, twierdząc, że wypadek nie był konsekwencją błędów obsługi ani usterką satelity. Do zderzenia jednak doszło, winnych brak, a szczątki stały się częścią kosmicznego śmietniska.

 

Ryzyko związane z lotami kosmicznymi jest obecne od zarania kosmonautyki. Z upływem lat jest ono jednak skutecznie minimalizowane. Rozwój technologii, wdrażanie rygorystycznych procedur, prowadzenie niezliczonej ilości drobiazgowych i czasochłonnych prób i testów - wszystko to sprzyja gwarancji wciąż rosnącego poziomu bezpieczeństwa. Działanie w ekstremalnych warunkach zawsze jednak obarczone będzie pewna dozą ryzyka. Choć zapowiadana i zbliżająca się era lotów turystycznych daje podstawy do wnioskowania o ich akceptowalnym poziomie nawet w kontekście zwykłego kosmicznego “turysty”.

Napisz komentarz (bez rejestracji)

sklep

Najnowsze wpisy

kontakt