Что бы сделало НАСА, если бы узнало, что Колумбия катастрофически повреждена?

Когда в 2003 году шаттл «Колумбия» развалился, после запуска стало известно, что кусок пенопласта упал и попал в шаттл. НАСА, по-видимому, предпочло не исследовать его так хорошо, как могло бы. Если бы они знали (или даже подозревали), что повреждение Колумбии приведет к катастрофе при входе в атмосферу, какой процесс произошел бы?

Могли ли они совершить импровизированный выход в открытый космос, чтобы оценить и, возможно, устранить повреждения? Мог ли быть запущен еще один шаттл, чтобы забрать экипаж? Могла ли МКС каким-то образом помочь в их ситуации? (Я думаю, что эти вопросы больше связаны с моим любопытством относительно того, что можно было бы сделать, и они были просто частью моего мыслительного процесса. Они не обязательно должны быть частью ответа. Меня больше интересует, что мог бы сделать процесс НАСА. был).

Если вы еще этого не сделали, вам обязательно нужно прочитать блог Уэйна Хейла, особенно серию постов о Колумбии , которая начинается с этого .
Просто для контекста приведенного выше комментария: Уэйн Хейл был в то время недавно назначенным директором программы Space Shuttle.

Ответы (3)

Ответы на все ваши вопросы подробно описаны в разделе 6.4 (стр. 173) «Возможность спасения или ремонта» отчета CAIB .

Приложение D-13 «Оценка вариантов STS-107 в полете» представляет собой очень подробное описание процесса, который использовался для разработки вариантов самостоятельного ремонта и спасения. Основные элементы процесса:

  • Были сделаны предположения о типе и степени повреждения (хотя наземные испытания и анализ постфактум выявили весьма вероятного кандидата на повреждение, это никогда не было и никогда не может быть полностью проверено).
  • Был проведен анализ, чтобы определить, как долго Колумбия сможет оставаться на орбите в ожидании спасения или попытки самовосстановления.
  • Изучена возможность ускорения подготовки к запуску Атлантиды .
  • Требуемые модификации загрузки программного обеспечения Atlantis были определены.
  • Спасательный выход в открытый космос был запланирован.
  • Утилизация заброшенной Колумбии была изучена.
  • Бортовые материалы оценивались на предмет их возможной полезности при самостоятельном ремонте.
  • Выполнен анализ возможных изменений траектории входа для снижения тепловой нагрузки (включая сброс полезного груза).

Вкратце: возможно, можно было организовать спасательную операцию, используя другой шаттл, который готовился к следующей миссии. Тем не менее, дебаты о том, было ли это разумно, учитывая, что проблема пенообразования не была бы решена, были бы напряженными.

введите описание изображения здесь

В отчете также описаны варианты самовосстановления с использованием инструментов и методов EVA. В основном они заключаются в доступе к бреши и заполнении ее материалами, которые могут помочь замедлить скорость увеличения ущерба. Вероятность любой из этих работ в основном неизвестна.

введите описание изображения здесь

МКС не сыграла бы никакой роли в каком-либо спасении и не могла бы ничем помочь из-за другого наклонения орбиты, чем у миссии STS-107.

Удивительный ответ, спасибо. Одна вещь из отчета CAIB, который вы разместили, действительно привлекла мое внимание в той части, где говорилось о возможном ремонте, который они могли предпринять: «Экипаж будет готов катапультироваться, если прогнозируется, что конструкция крыла выйдет из строя при посадке». Как бы это сработало? Как они могли выпрыгнуть из шаттла?
Это работало только в том случае, если шаттл находился в управляемом планирующем полете на малой высоте, так чего это стоило? Не много наверное. По сути, боковой люк был взорван, и экипаж выпрыгнул, используя выступающий шест, чтобы помочь им очистить крыло. spaceflight.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/escape/…
В этот момент я серьезно задаюсь вопросом, насколько жизнеспособным было бы организовать спасательную миссию «Союз». Или даже «Прогресс» с топливом, чтобы доставить шаттл на МКС, и припасами, чтобы выиграть им больше времени.
Не было бы никакого способа соединить две машины или перекачать топливо, даже если бы одна из них была готова к запуску. Кроме того, Союз несет только 3 человека.
@OrganicMarble: «Союз» может запускать и приземлять трех человек, но в орбитальном модуле достаточно места, чтобы перевезти еще двух или трех пассажиров между орбитами. Кроме того, даже без стыковки возможен выход в открытый космос между двумя кораблями.
Куда их повезет «Союз»? Помните, что все это должно быть настроено в течение нескольких недель.
@OrganicMarble: МКС. В то время как шаттл сам по себе не смог бы достичь нужного наклонения, комбинированного топлива в шаттле, Союзе и МКС может хватить для изменения наклонения на 12,6 градуса (с 39 на 51,6 градуса). (да, я предлагаю переместить МКС, чтобы облегчить встречу :) - плюс "Союз" можно было бы значительно разобрать - сделать легче (и, возможно, нести больше топлива) - если бы он служил просто орбитальным паромом без возможности входа в атмосферу.
Изменение плоскости на 1 градус занимает около 122 м/с дельта v. «Союз» способен развивать около 390 м/с дельта v. Никак не получится. Эта дискуссия уже не продуктивна. astronautix.com/craft/soyuztma.htm baen.com/rendezvous.asp

Несколько дополнений к ответу Organic Marble.

План, подробно описанный в отчете CAIB, показывает, насколько сложно было бы организовать спасательную операцию. Несмотря на то, что Атлантиду готовили к следующей миссии, им пришлось бы сократить время подготовки миссии вдвое. Нет времени на тесты и проверки. Все работают отчаянно под гигантским давлением, без права на ошибку.
Тем временем экипажу Колумбии необходимо будет продлить миссию далеко за пределы расчетного срока службы шаттла на орбите, при этом воздух (на самом деле канистры скруббера с углекислым газом) будет наиболее важным ограничением.

«Ускорение» — прозаическое слово для обозначения геркулесовых усилий, которые были бы необходимы. Действия, которые обычно занимают недели или месяцы, должны выполняться за часы или дни. Государственные служащие и подрядчики в KSC должны будут начать работать посменно 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, поддерживая включенным свет и процесс, работающий каждый час каждого дня, в течение как минимум 21 дня, чтобы обеспечить питание Atlantis через контрольно-пропускной пункт и подготовить его к запуску.

Три непрерывных жестоких недели работы посменно 24 часа в сутки 7 дней в неделю — и это абсолютно без учета ошибок или сбоев. Команде Орбитального центра обработки данных, команде сборки транспортных средств и команде стартовой площадки 39 нужно было правильно выполнить каждый из миллионов шагов, и каждый компонент Атлантиды должен был функционировать безупречно с самого первого раза, иначе все было бы потрачено впустую.

Из ЦАИБ:

Следует отметить, что, хотя каждый из отдельных элементов может быть выполнен в лучшем случае, чтобы можно было предпринять попытку спасательной операции, общий риск сокращения времени обучения и подготовки выше, чем отдельные элементы.

Выход в открытый космос для оценки ущерба Колумбии был бы трудным. У Колумбии не было на борту реактивных ранцев БЕЗОПАСНЕЕ, поэтому ее экипажу пришлось бы свободно карабкаться по внешней стороне шаттла (небезопасное дело без поручней), чтобы добраться до крыла.

Из статьи Ars Technica:

Безошибочное спасение Колумбии зависело бы не только от безупречной работы команд во всех центрах НАСА, но и от неизвестного числа событий, которые произошли за дни, недели, месяцы или даже годы в прошлом, приведшие к катастрофе. миссия.

Согласовано! Даже лестницу, показанную на фотографии выхода в открытый космос, экипажу пришлось бы сколачивать вместе. И потребовалось 2 года, чтобы улучшить ситуацию с пенообразованием...

В ответ на один из вопросов ОП ( «Если бы они знали (или даже подозревали), что повреждение Колумбии приведет к катастрофе при входе в атмосферу, какой процесс произошел бы?» ), если бы НАСА имело представление о значительный ущерб Колумбии был нанесен во время подъема, они, безусловно, рассмотрели бы другой план входа в атмосферу - наиболее логично, на авиабазе Эдвардс . Наиболее уязвимый участок траектории полета с точки зрения образования обломков тогда должен был бы находиться по крайней мере в нескольких сотнях миль к западу от побережья Калифорнии над Тихим океаном.

По крайней мере, было бы сочтено крайне безответственным прокладывать вход в атмосферу над населенными районами, как это в конечном итоге было... и отклонением волны на одну орбиту (что обсуждалось из-за проблем с погодой на мысе - I). был там) проложил бы траекторию входа в атмосферу над густонаселенным районом метро Хьюстона.

Полагаю, ты имеешь в виду землю в Эдвардсе. Было бы хорошо указать это и добавить ссылку.
Привет Ким. Справедливо. Однако у меня нет ссылок из-за того, что я никогда не слышал никаких дискуссий в НАСА по поводу проблем с мусором — общее мнение в то время, похоже, заключалось в том, что если Колумбия сильно повредит теплозащитный экран, мы ничего не сможем сделать. делать. прошу различать...
Ах, ну, я в основном имел в виду ссылку об Эдвардсе. Это деталь в этом контексте, в основном я видел, что вы новичок, и понял, что ссылки всегда предпочтительнее. Добро пожаловать в Space Exploration SE.
Ким, хорошее замечание. Ссылка добавлена!