Przejdź do treści

Houston, mamy problem. Przebieg misji Apollo 13 (część 2)

img

50 lat temu trwała misja Apollo 13. W trzecim dniu lotu na pokładzie statku doszło do awarii, która misję lądowania na Księżycu zamieniła w walkę o przeżycie astronautów i ich bezpieczne sprowadzenie na Ziemię.

 


Zobacz też:

Podsumowanie misji Apollo 13 (część 1)

Podsumowanie misji Apollo 12

Podsumowanie misji Apollo 11



DZIEŃ 2

Kiedy załoga statku Apollo obudziła się do drugiego dnia misji, była oddalona od Ziemi o 185 000 km. Gdy zaczęła się 27. godzina misji astronauci byli już w połowie drogi do Księżyca.

img
Haise i Lovell w module dowodzenia statku Apollo 13 podczas transmisji telewizyjnej w drugim dniu misji. Źródło: NASA.

Głównym zadaniem jakie czekało na astronautów w drugim dniu było wykonanie korekcji kursu. Po manewrze TLI wykonanym po starcie statek Apollo leciał trajektorią, która mijała Księżyc i gdyby nie wykonywać żadnych ruchów zaprowadzilaby statek z powrotem do ziemskiej atmosfery. Podczas poprzednich misji Apollo 11 i Apollo 12 statek pozostawał na tego typu trajektorii aż do wejścia na orbitę Księżyca. Ograniczone były przez to miejsca w jakim mógł wylądować (obszary równikowe). Wybrane przez naukowców wyżynne Fra Mauro wymagały zejścia z tej bezpiecznej drogi i wejścia na tzw. trajektorię hybrydową, która przy poważnej awarii przed wejściem na orbitę, wymagałaby korekty trajektorii, by nie minąć Ziemi w odległości ponad 65 000 km.

Manewr wejścia na trajektorię hybrydową wymagał krótkiego 6-sekundowego odpalenia silnika SPS w module serwisowym.

Oprócz typowych zajęć związanych z kontrolą i utrzymaniem systemów statku, astronauci wykonali podczas 2. dnia misji transmisję telewizyjną, w której pokazywali m.in. powiększający się dysk Księżyca.


DZIEŃ 3

Trzeciego dnia misji wszystko przebiegało zgodnie z planem, do tego stopnia, że Kerwin komunikujący się z załogą zażartował, że obsługa naziemna umiera z nudów. Jedynym problemem były złe odczyty zawartości 2. zbiornika z ciekłym tlenem. Centrum kontroli misji poprosiło astronautów, by wykonywali częstsze mieszanie w zbiorniku, by zrozumieć na czym polega problem.

Zbiorniki kriogeniczne w module dowodzenia przechowywały ciekły tlen i ciekły wodór. Zbiorniki ciekłego tlenu były krytycznym zasobem misji. Dawały załodze tlen do oddychania, zasilały ogniwa paliwowe które wytwarzały energię elektryczną, a w ogniwach w reakcji chemicznej powstawała woda, która używana była do chłodzenia systemów i do picia przez załogę.

Ciekły tlen był przechowywany w zbiornikach pod bardzo wysokim ciśnieniem, 50 atmosfer. To ułatwiało jego użytkowanie w warunkach nieważkości, ale aby utrzymać takie ciśnienie przy opróżnianiu wymagane było podgrzewanie przez grzałkę zawartości zbiornika w miarę gdy tlen ten był używany. Inżynierowie obawiali się, że bez konwekcji w nieważkości podgrzewanie to będzie na tyle nierównomierne że odczyt zawartości zbiornika będzie nieco zakłamany, dlatego zostały one wyposażone w wirniki mieszające.

3. dnia odwołano też planowaną korekcję kursu, z uwagi na bardzo dobre ustawienie trajektorii statku.

Kolejnym zadaniem było otworzenie włazu do lądownika księżycowego. Z jego zawartością po raz pierwszy w locie kosmicznym zapoznawali się Haise i Lovell. Astronauci przeprowadzili też transmisję telewizyjną ze swoich działań. Na dowód, że Amerykanom loty na Księżyc spowszedniały, warto wspomnieć, że żadna z trzech dużych ogólnokrajowych sieci telewizyjnych nie zdecydowała się na przeprowadzenie transmisji na żywo.

Pod koniec dnia poproszono jeszcze Swigerta, by włączył mieszanie w zbiornikach z ciekłym wodorem i ciekłym tlenem. Około minutę po wykonaniu polecania doszło do wybuchu. Swigert powiadomił kontrolę naziemną o problemach słynnym zdaniem: “Houston, we’ve had a problem here”.

img
Dyrektor lotu Gene Kranz krótko po awarii. Źródło: NASA.

Kilka sekund po wybuchu w statku zrestartował się komputer pokładowy, zapaliła się lampka informująca o problemach z jedną z linii zasilania i z ogniwami paliwowymi. W momencie wystąpienia problemu jeszcze nikt nie wiedział, że doszło do wybuchu zbiornika kriogenicznego na tlen. Astronauci początkowo podejrzewali, że w lądownik księżycowy uderzył mikrometeoroid. Dlatego szybko zamknęli właz dzielący lądownik od modułu dowodzenia.

Potem zaczęły pojawiać się kolejne oznaki problemów. Wskaźnik zawartości zbiornika tlenu zaczął oscylować między 20% i 60%. Po kilku minutach wskaźnik napięcia na linii B zasilania zaczął pokazywać zero, a wskaźnik napięcia na linii A zamiast nominalnych 27 V wskazywał 25,5 V. Przestały działać też dwa z trzech ogniw paliwowych (wytwarzały energię, zużywając ciekły tlen i ciekły wodór.

14 minut po wybuchu Lovell zaraportował, że wskaźnik drugiego zbiornika tlenu wskazuje już zero, a co gorsza widać było z okien modułu, że na zewnątrz wydobywa się gaz, więc nie mógł to być tylko problem z instrumentami.

Mimo, że nikt nie wiedział jeszcze co jest przyczyną problemu to stawało się jasne, że statek traci tlen potrzebny do oddychania i generowania energii elektrycznej. Tlenu ubywało w pierwszym zbiorniku, a drugi był pusty. W tym tempie utraty, energia elektryczna w module dowodzenia starczy przez 2 godziny.

img
Rysunek przedstawiający położenie zbiorników i ogniw paliwowych w module serwisowym. Źródło: NASA.

Zdając sobie sprawę z krytycznej sytuacji zespół naziemny zaczął przygotowywać plan oszczędzania zasobów statku. Moduł dowodzenia musiał zachować dostateczną ilość tlenu i energii elektrycznej, by umożliwić wejście w atmosferę i lądowanie pod koniec misji. Moduł księżycowy zdawał się być w pełni sprawny i zaczęto myśleć o wykorzystaniu go jako szalupy ratunkowej.

Dyrektor lotu Gene Kranz poinformował załogę niecałą godzinę po wybuchu, że nowy plan misji zakłada jak najszybszy powrót załogi na Ziemię i odwołuje cel lądowania na powierzchni Księżyca. Teraz starano się jak najszybciej przygotować moduł lądownika do użycia przez astronautów. Musiał on zostać aktywowany i przygotowany do komunikacji z Ziemią i umieszczenia tam astronautów.

W tym samym czasie musiał powstać plan użycia silnika DPS lądownika księżycowego do wykonania manewru wejścia na ścieżkę swobodnego powrotu na Ziemię. Silnik lądownika nie był do tego przystosowany, bo zadanie manewrów zmiany trajektorii powinien wykonywać silnik SPS modułu dowodzenia. W momencie wystąpienia awarii statek znajdował się już na trajektorii hybrydowej, przygotowanej do wejścia na odpowiednią orbitę wokół Księżyca.

Trwał wyścig z czasem, by aktywować lądownik i wyłączył większość systemów modułu dowodzenia. Kiedy w module dowodzenia zostało tylko 15 minut energii elektrycznej z ogniw Haise poinformował już z pokładu lądownika, że udało się go aktywować. Swigert z kolei z powodzeniem wygasił moduł dowodzenia. Pierwsze zadanie przygotowania szalupy ratunkowej zostało ukończone. Najważniejszymi problemami do rozwiązania w najbliższych godzinach było wykonanie manewru umożliwiającego szybszy powrót astronautów, zredukowanie zużycia energii elektrycznej w lądowniku księżycowym, by jego baterie wystarczyły aż do końca misji i ocena zasobów dostępnych dla astronautów - czy wystarczy tlenu i czy uda się usunąć nadmierny dwutlenek węgla. Lądownik był przygotowany do mieszczenia dwóch astronautów przez 2 dni, a musiał teraz gościć trzech w czasie czterech dni.

img
Moduł dowodzenia po jego dezaktywacji. Jedyne światło pochodzi od Słońca. Źródło: NASA.

W 62. godzinie misji, około 5 i pół godziny po wybuchu, astronauci przeprowadzili pierwszy manewr przy użyciu silnika DPS w lądowniku. Po jego działaniu przez 34 sekundy statek wrócił na trajektorię powrotną na Ziemię. Astronautów czekał jeszcze potem drugi taki manewr, który przyspieszał ich powrót.

Kolejne godziny astronauci spędzili na wyłączaniu niepotrzebnych podsystemów w lądowniku i przygotowywaniu się do drugiego manewru zmiany trajektorii. Przenieśli też specjalne kanistry służące do usuwania dwutlenku węgla z modułu dowodzenia do lądownika. Na razie nie mogły być użyte, bo nie pasowały do systemów atmosferycznych w lądowniku, ale gdyby pozostały w coraz chłodniejszym module dowodzenia mogłyby się nieodwracalnie uszkodzić.

img
Niewidoczna z Ziemi strona Księżyca sfotografowana przez astronautów misji Apollo 13. Źródło: NASA.

Następnie nadszedł czas na spanie, chociaż sen astronautom w tej sytuacji nie przychodził łatwo. W 78. godzinie misji statek Apollo 13 wszedł za Księżyc. Astronauci misji Apollo 13 ustanowili wtedy nadal niepobity rekord najdalszego lotu kosmicznego człowieka. Znaleźli się ponad 400 000 km od Ziemi.

 

Na podstawie: NASA

Opracował: Rafał Grabiański

 

Więcej informacji:

 

Na zdjęciu tytułowym: Centrum kontroli misji Houston podczas transmisji telewizyjnej przeprowadzonej przez astronautów w 3. dniu misji. Źródło: NASA.