Z kosmických doků
Hlavním cílem letu STS-107 byly vědecké (především biologické) experimenty v mikrogravitaci. Experimenty byly uloženy v nákladovém prostoru na paletě FREESTAR (Fast Reaction Experi-ments Enabling Science, Technology, Applications and Research) a v modulu SPACEHAB RDM (Research Double Module). Posádka pracovala nepřetržitě, ve dvou směnách. Tento let raketoplánu byl téměř po třech letech první, který nebyl věnován obsluze Mezinárodní kosmické stanice ISS, nebo kosmického teleskopu HST. V posádce byl také první izraelský kosmonaut Ilan Ramon.
Celkem bylo úspěšně provedeno přes 80 experimentů, ale do historie se tento let bohužel zapsal černým písmem fatální katastrofou při přistání, když se raketoplán Columbia při sestupu atmosférou ve výšce cca 60 km rozpadl, shořel a celá posádka zahynula.
Raketoplán Columbia úspěšně odstartoval k letu STS-107 z KSC (LC-39A) ve čtvrtek 16.01.2003 v 15:39:00 UT.
Brzy po navedení na oběžnou dráhu a otevření dveří nákladového prostoru se posádka rozdělila do dvou směn (červené a modré) a zahájila oživování experimentálních zařízení. Jako první odpočívala modrá směna (McCool, Brown a Anderson), zatímco červená směna (Husband, Chawla[ová], Clark[ová] a Ramon) se již věnovala experimentům.
Až na pár drobných technických problémů probíhala obsluha experimentů v dalších dnech úspěšně a kosmonauti pracovali podle předem stanoveného plánu. Bylo provedeno celkem přes 80 různých experimentů.
Přistání raketoplánu Columbia STS-107 bylo plánováno na KSC v sobotu 01.02.2003 kolem 14:16 UT (15:16 SEČ), jenže během sestupu atmosférou, přesně ve 13:59:28 UT s ním bylo ztraceno spojení. O pár minut později, během přeletu nad Texase, bylo možno pozorovat v trase raketoplánu padající žhnoucí úlomky. Raketoplán Columbia se ve výšce 63 km při rychlosti cca Mach 18 (20000 km/h nebo také 5.5 km/s) rozpadl, shořel a celá posádka zahynula. Trosky raketoplánu a ostatky členů jeho posádky dopadly převážně na území Texasu.
S největší pravděpodobností selhala tepelná ochrana raketoplánu tvořená keramickými destičkami na bázi uhlíku a křemene. Některé z destiček byly zřejmě poškozeny už před sestupem do atmosféry, možná už při startu, kdy z vnější nádrže ET obvykle odpadávají kousky tepelné izolace a namrzlého ledu. To je však zatím spíš spekulace, vše musí být nejprve důkladně vyšetřeno a teprve pak snad bude možno nalézt konkrétní příčiny katastrofy a vyvodit z nich patřičné závěry. Nezávislé vyšetřovací komise byly jmenovány už v neděli 02.02.2003.
Hlavní vyšetřovací komise CAIB (Columbia Accident Investigation Board) pracuje pod vedením admirála H.W.Gehmana a závěrečnou zprávu by měla odevzdat nejpozději začátkem dubna 2003.
Souhrn vyšetřování katastrofy
Časový průběh katastrofy (časy jsou v UT a jsou zaokrouhleny na celé minuty)
13:03 - Raketoplán je v pozici "ocasem vpřed" pro zážeh pro sestup.
13:09 - Řídicí středisko dává povolení k zážehu.
13:11 - Start první APU (č.2) pro pohon hydrauliky.
13:15 - Zážeh motorů OMS (zahájení brzdicího manévru), nad bodem o souřadnicích 33.58° j.š., 98.17° v.d.
13:18 - Ukončení brzdicího manévru (doba hoření = 158 s, delta v = 78.6 m/s).
13:23 - Zaujetí polohy pro sestup = úhel náběhu 40 stupňů, vypuštění paliva systému RCS.
13:32 - Zbylé dvě záložní APU (č.1 a 3) spuštěny.
13:44 - Vstup do hustých vrstev atmosféry (30.78° s.š., 167.62° z.d., rychlost 7.50 km/s, vzdálenost k místu přistání 8228 km).
13:49 - Zahájení první plánované pravé zatáčky.
13:52 - Snímače teploty hydrauliky brzd levého podvozku udávají nárůst teploty.
13:53 - Vypadly snímače teploty povrchu a teploty hydrauliky ovládání obou levých elevonů.
13:54 - První vizuálně ze Země pozorovaný úlomek (nad Kalifornií).
Nárůst teploty pod dlaždicemi na levé střední části trupu nad křídlem cca o 20 °C za 5 min.
Nárůst teploty ve stejném místě na pravé straně o 8 °C. Vnitřní teplota v nákladovém prostoru u nádrží s kyslíkem beze změn.
13:55 - Další snímače teploty hydrauliky levé podvozkové brzdy udávají nárůst teploty.
13:56 - Vypadly snímače teploty povrchu ve střední části levého křídla.
13:57 - Zahájení levé zatáčky (celkem měly být provedeny dvě pravé a dvě levé zatáčky).
Elevony začaly kompenzovat asymetrii aerodynamického odporu.
13:58 - Začal se měnit tlak v pneumatikách levého podvozku a čidla postupně vypadávala.
13:59 - Počítače dále kompenzovaly nastavováním elevonů a křidélek zvyšující se aerodynamic-ký odpor levého křídla.
Zažehnuty motory RCS R2R a R3R pro zatáčení snažící se pomoci kompenzovat asymetrický aerodynamický odpor.
Poslední hlasové spojení s palubou raketoplánu.
14:00 - Ztráta komunikace. Rozpad raketoplánu (ve výšce cca 63 km při rychlosti cca 5.5 km/s) a následný pád trosek k Zemi.
Výsledky vyšetřování
Vyšetřování stále probíhá a žádné oficiální závěry ještě nebyly prezentovány. Probíhá hledání, sběr a shromažďování trosek, a také vyhodnocování telemetrie a dalších informací z celého průběhu letu.
Při podrobném vyhodnocování záběrů startu z dálkových pozemních kamer bylo (už 17.01.2003) zjištěno, že v T+81s došlo k utržení cca 0.5 m části tepelné izolace nádrže ET z oblasti jejího předního závěsu, která zasáhla levé křídlo družicového stupně blízko jeho náběžné hrany. Podobné incidenty ale nastávají téměř při každém startu raketoplánu a doposud nikdy nezpůsobily závažnější poškození. Proto se technici NASA domnívali, že toto nemohla být pravá příčina katastrofy. Řada techniků i letových dispečerů měla sice z tohoto incidentu obavy, ale nikdy se nemluvilo o možnosti úplného rozpadu raketoplánu.
USAF sledovalo návrat Columbie svou sledovací kamerou umístěnou na jihozápadě USA (Kirt-land AFB). Na snímcích z doby asi 60 s před rozpadem raketoplánu se prý jevila náběžná hrana levého křídla jakoby "olámaná" v místech, kde křídlo vystupuje z trupu. V elektronických médiích zveřejněný snímek je pravděpodobně infračervený (teplotní) a proto také s malým rozlišením. Přesto je v oblasti levého křídla zřetelná nějaká anomálie (ale jen tepelná, nikoliv nutně mechanická).
V sobotu 08.02.2003 se objevily zprávy o tom, že jeden z vojenských radarů zaregistroval nějaký objekt, který se od raketoplánu oddělil na oběžné dráze (cca 24 hodin po startu) a odletěl rychlostí kolem 5 m/s
Technici NASA se snaží v telemetrii nalézt cokoliv, co by mohlo souviset s tímto objektem. Mohlo jít o kus ledu z odpadní vody, ale také o výsledek srážky s kosmickým objektem (např. mikrome-teoritem). I samotný kus ledu z odpadní vody, jeho odpadnutí a možná kolize s levým křídlem ra-ketoplánu při sestupu atmosférou, je prověřován jako jedna z mnoha dalších možností.
V pondělí 10.02.2003 byla jedna z trosek, nalezená už v pátek 07.02.2003, identifikována jako část hrany levého (problematického) křídla. Současně se ale začaly nahlas vyslovovat obavy, že pravou příčinu katastrofy se možná nepodaří vůbec zjistit. Informací je prostě moc málo.
25.02.2003 byly zveřejněny snímky raketoplánu Columbia, které pořídila stanice AMOS (U. S. Air Force Maui Optical and Supercomputing Site) ve viditelném a infračerveném světle. Nebyly na nich pozorovány žádné známky poškození, snímky však nezabíraly spodní stranu raketoplánu.
27.02.2003 byl zveřejněn snímek nalezených dlaždic tepelné ochrany z levého křídla poblíž pod-vozkové šachty.
28.02.2003 byl zveřejněn videozáznam, pořízený posádkou na letové palubě raketoplánu během začátku sestupu atmosférou (v období od 13:35 UT do 13:48 UT), zachráněný z částečně zničené videokazety nalezené mezi troskami. Záznam končí 4 minuty před prvními známkami problémů a je z něho vidět, že kosmonauti byli v té době zcela bez starostí.
19.03.2003 pátrací čety nalezly poblíže městečka Hemphill, TX magnetopáskovou záznamovou jednotku experimentu OEX (Orbiter Experiment Support System), která zaznamenává během startu a sestupu atmosférou údaje o teplotě, aerodynamickém tlaku, vibracích a dalších fyzikálních parametrech, které nejsou vysílány na Zemi telemetrickými kanály. Nalezená jednotka byla vcelku nepoškozena. Byla předána do střediska JSC k zajištění dat. Páska s daty z magnetopáskové jednotky byla okopírována a kopie byla použita k analýze dat.
Po provedení analýzy dat ze záznamu na magnetopáskové jednotce experimentu OEX bylo zjiš-těno, že nárůst teploty v prostoru za panely RCC č. 9 a 10, kryjícími náběžnou hranu levého křídla, nastal mnohem dříve, než jej zaznamenaly telemetrické senzory v podvozkové šachtě. Poslední zaznamenaná data jednotky OEX končí ve 14:00:19 UT.
01.04.2003 člen vyšetřovací komise CAIB gen. mjr. J. Barry oznámil, že na Wright-Patterson AFB provedené testy charakteristiky radiolokačního odrazu od objektu, který se oddělil druhý den na oběžné dráze od raketoplánu, vyhovují přechodovému panelu mezi panely RCC a vlastními dlaždicemi HRSI. Není však vyloučeno, že se mohlo jednat o něco jiného, proto komise dosud nedospěla k definitivnímu závěru ohledně přesného místa, kde začala destrukce tepelné ochrany raketoplánu.
17.04.2003 vydala vyšetřovací komise CAIB dvě první předběžná doporučení pro NASA.
Prvním (hlavním) doporučením je provádět detailní nedestruktivní předletové kontroly stavu ná-běžných hran křídel raketoplánu s panely RCC (Reinforced Carbon-Carbon). K tomu bude nejprve třeba vyvinout příslušnou metodiku, protože doposud se před letem prováděla jen vizuální a doteková kontrola. Na každém orbiteru je celkem 44 RCC panelů. Budoucí kontroly musí zajistit prověření strukturální integrity jak samotných panelů RCC, tak i nosných konstrukcí a upevňovacích prvků.
Druhým doporučením je zajistit pravidelné snímkování raketoplánu na oběžné dráze (ze Země a ze zpravodajských družic) při každém jeho letu. Komise konstatovala, že to bylo možné už v minulosti, ale například během letu STS-107 nebyly žádné dostatečně použitelné snímky pořízeny.
Vyšetřovací komise počítá s vypracováním celkové závěrečné zprávy v červnu 2003.
Možné příčiny katastrofy
Je téměř jisté, že bezprostřední příčinou katastrofy bylo selhání tepelné ochrany raketoplánu (ně-kde v jeho levé části) a z toho plynoucí tepelná destrukce levého křídla, následovaná mechanickou destrukcí celého raketoplánu způsobenou aerodynamickými silami po ztrátě stability.
Podstatnou otázkou ale je PROČ tepelná ochrana raketoplánu selhala, když při předchozích při-stáních raketoplánů byla prokázána její funkčnost. Předpokládejme tedy zatím, že tepelná ochrana v průběhu sestupu nemohla být v normální stavu, ale musela být nějak poškozena. Jsou 4 možnosti:
1. Ochrana mohla být poškozena při vzletu raketoplánu
Zásah spodní části levého křídla družicového stupně kusem odpadávající pěnové izolace z vnější nádrže ET je zatím jedinou prokázanou "anomálií" související s konečnou příčinou katastrofy.
2. Ochrana mohla být poškozena na oběžné dráze
Bylo by to možné například zásahem mikrometeoritu nebo kouskem tzv. "kosmického smetí".
3. Ochrana mohla být poškozena během sestupu atmosférou
Bylo by to snad možné nevhodnou pilotáží nebo střetnutím s neznámým předmětem (to je ale mimořádně nepravděpodobné).
4. Ochrana už před startem nemusela být v normálním stavu
To by mohlo být způsobeno nějakou skrytou výrobní vadou nebo otřesy při manipulaci. Teoreticky by to mohlo být i úmyslnou sabotáží.
Nejpravděpodobnější se od začátku zdá být poškození v průběhu vzletu raketoplánu, ale prově-řovány jsou všechny možné příčiny (na seznamu je prý až 3200 položek).
Sojuz TMA-2
Protože po katastrofě raketoplánu Columbia STS-107 byly lety raketoplánů až do odvolání poza-staveny, bylo v březnu 2003 rozhodnuto, že stanice ISS bude zatím udržována v nouzovém provozu pouze dvoučlennou posádkou, kterou na ISS dopraví Sojuz TMA-2. Místo třetího člena posádky byl umístěn dodatečný náklad.
Start transportní lodi Sojuz TMA-2 se úspěšně uskutečnil 26.04.2003 v 03:53:51 UT (03:53:51 SELČ) nosnou raketou Sojuz z kosmodromu Bajkonur. Novou dvoučlennou posádku Expedice 7 tvoří ruský kosmonaut Jurij Malenčenko a americký kosmonaut Edward Lu.
Po dvou dnech sbližovacích manévrů se Sojuz TMA-2 připojil ke stanici (na dolní port modulu Zarja) v pondělí 28.04.2003 v 05:56 UT (07:56 SELČ).
Po necelém týdnu společného pobytu na stanici, během něhož si posádky předávaly systémy družicového komplexu, proběhlo v sobotu 03.05.2003 krátce po 18:00 UT slavnostní předání sta-nice a trojice původních obyvatel ISS se přesunula na palubu transportní lodi. Sojuz TMA-1 se odpoutal od stykovacího uzlu modulu Pirs ve 22:43 UT.
V neděli 04.05.2003 v 01:12 UT byla nad jižním Atlantikem proveden brzdicí manévr a v 02:07 UT (04:07 SELČ) Sojuz TMA-1 úspěšně přistál na území Kazachstánu. Kabina však dosedla asi 460 km od plánovaného místa, takže pátrací čety se na místo dostaly až v 06:38 UT (po více než 4 hodinách). Posádka Sojuzu už předtím sama v pořádku opustila kabinu. Příčina odchylky místa přistání zatím není známa.
Nová dvojice zůstane na palubě ISS zatím neznámou dobu. Pokud budou do září letošního roku obnoveny lety amerických raketoplánů, což však není příliš pravděpodobné, bude co nejdříve vyměněna normální tříčlennou dlouhodobou posádkou.
Pravděpodobnější však je, že ji v říjnu letošního roku vymění další dvojčlenná posádka, doprave-ná na stanici Sojuzem TMA-3 a pravděpodobně tvořená jejich současnými náhradníky, kosmonauty Alexanderem Kaleri a Michaelem Foale. Letu by se měl zúčastnit i evropský kosmonaut Pedro Duque, který by se však vrátil zpět po týdenním pobytu na stanici společně s Malenčenkem a Lu v Sojuzu TMA-2.
Současné odhady ohledně zprovoznění raketoplánů hovoří o první polovině roku 2004. Osud stanice tak zatím závisí na možnostech Ruska, zajišťovat zásobování stanice nezbytnými zásobami a udržovat výšku její dráhy korekcemi motory nákladních Progressů. Dlouhodobě je však taková situace jen těžko udržitelná.
k ZA 34
na Vesmírnou Odyseu
k ZA
na start