Станислав Славин - 100 великих тайн космонавтики
Впрочем, после трагедии руководители НАСА потратили два года и множество денег на внедрение ряда усовершенствований в конструкцию шаттла, модернизацию твердотопливных ускорителей, изменение состава герметизирующей мастики на стыках и т. д.
Кроме того, специалисты пришли к мнению, что надо несколько видоизменить всю схему запуска. Предлагалось вообще отказаться от твердотопливных ускорителей, и производить запуск за счет жидкостных двигателей. Эксперты предлагали также уменьшить состав экипажа: «Пусть в полет отправляются всего 2–5 человек, которые обеспечиваются средствами аварийного спасения на старте».
Однако к мнению этих специалистов не прислушались. И как позднее выяснилось, напрасно. За первой трагедией последовала вторая…
Корабль «Колумбия» отправился в путь с мыса Канаверал утром 16 января 2003 года, в четверг. Сам старт выглядел безупречным. Однако на следующий день эксперты, просматривая видеозапись, усмотрели, что на 80-й секунде полета фрагмент пеноизоляции размером с атташе-кейс и весом чуть больше килограмма отвалился от огромного топливного бака, ударил в левое крыло «Колумбии» и мгновенно испарился в виде белого облачка.
В НАСА срочно собрали группу инженеров, чтобы попробовать оценить последствия этого инцидента. Эксперты предположили, что отвалившийся кусок попал по нижней поверхности крыла, а значит, удар был скользящим. Но для начала они рассчитали энергию соударения для лобового столкновения.
Последний раз аналогичный случай произошел с «Колумбией» в 1992 году. Почти такой же обломок пробил тогда в теплоизоляционной плитке отверстие менее 3 см в глубину и примерно 10 см в длину. Однако защитный слой остался цел. И «Колумбия» благополучно вернулась на Землю.
Эксперты решили, что нынешнее столкновение очень похоже, и смоделировали степень повреждения применительно к касательным ударам под углами до 16°. Расчеты показали, что ущерб должен быть минимальным. «В итоге инцидент сочли несущественным», — сказал по этому поводу руководитель программы космических кораблей многоразового использования Рон Диттемор.
Позднее в НАСА, впрочем, предположили, что отлетевший кусок мог быть обледеневшим, то есть был гораздо тяжелее и «бронебойнее». Именно он и оказался причиной катастрофы. Получается, что в США не извлекли уроков из трагедии космического «челнока» «Челленджер» в 1986 году. Руководство НАСА знало, что во время взлета выхлопные газы могут разрушить резиновые кольцевые уплотнители в твердотопливных ракетных ускорителях. Но ничего не сделало для предотвращения аварии. Это было роковой ошибкой.
Первые признаки неисправности появились при возвращении «Колумбии» 1 февраля в 7 ч. 52 мин. над Калифорнией. Когда шаттл стремительно несся по еще темному утреннему небу, астроном из Калифорнийского технологического института Том Бизли разглядел, что от «челнока» отделяются небольшие яркие точки. А еще через несколько мгновений оторвался фрагмент побольше и поярче. В 20 км от института это явление также наблюдала астроном Кармен Санчес-Контрерас из радиообсерватории Оуэнс-Вэлли. «Я увидела второе яркое пятно, которое было намного больше. Оно оторвалось совсем неожиданно, как будто от корабля что-то отделилось», — рассказала она корреспондентам New Scientist.
В тот же момент Центр управления в Хьюстоне получил первый предупреждающий сигнал о нештатном повышении температуры в нише левого шасси. В 7 ч. 53 мин. четыре температурных датчика на задней кромке левого крыла неожиданно полностью отказали. Вскоре датчики внутри фюзеляжа над левым крылом зафиксировали, что за 5 мин. температура выросла на 30° — вчетверо выше нормы для этой зоны.
Еще через минуту температура существенно поднялась и в тормозной системе левого крыла. Затем система управления полетом «Колумбии» обнаружила повышенное сопротивление по левому борту и начала компенсировать его при помощи элевонов — рулей управления полетом, расположенных в задней части треугольного крыла. Вслед за этим совершенно неожиданно включились два небольших двигателя малой тяги.
Однако сопротивление постоянно росло. Бортовой компьютер не справлялся с управлением. В 7 ч. 59 мин. над Западным Техасом корабль еще продолжал бороться за существование. А центр сообщил экипажу об отказе датчиков. Рик Хасбэнд начал отвечать, однако посредине фразы связь оборвалась. Больше астронавтов никто не слышал.
Корабль стремительно летел над Восточным Техасом на высоте 63 км в 18 раз быстрее звука. А на земле люди с ужасом наблюдали, как он разваливается на множество пылающих обломков.
Версии о причинах трагедии стали появляться уже через несколько минут после того, как стало ясно, что корабль погиб. Возможность террористического акта исключили — высота и скорость делали «челнок» недосягаемым для атаки с земли переносной ракетой класса «земля — воздух». Диверсия до запуска тоже выглядела фантазией.
Расследование причин катастрофы показало, что наиболее вероятной причиной оказался все же злосчастный удар куском пенопласта. В результате от теплоизоляционного покрытия отвалилась одна или несколько плиток в районе створки шасси. Именно это и послужило причиной, что алюминиевый корпус шаттла перегрелся из-за трения при спуске и загорелся. У алюминия низкая температура плавления — всего 660 °C, а тут на него воздействовала плазма с температурой выше 1000°. Поверхность левого крыла могла начать вспучиваться, а плитки отваливаться. Пожар быстро распространился по всему кораблю. И он в итоге развалился на куски.
При этом шансов выжить в катастрофе у экипажа «Колумбии» не было: индивидуальные спасательные средства — парашюты — могли бы сработать лишь на более низкой высоте. По словам российского космонавта Бориса Морукова, имеющего опыт полетов на корабле «Атлантис» — «близнеце» погибшего шаттла «Колумбия», — при спуске «в кабине все сидят в специальных костюмах, обеспечивающих автономное существование». Однако шаттл должен был находиться в атмосфере, чтобы экипаж мог осуществить аварийное покидание корабля и приземление на парашютах, подчеркнул Моруков.
Времени на это у семи астронавтов не оказалось.
Не могли они и отсидеться в космосе до прибытия спасательной экспедиции. Во-первых, для этого эксперты НАСА должны были принять такое решение на Земле и предупредить экипаж о грозящей опасности. Во-вторых, нужно было срочно подготовить запасной корабль и отправить его в космос. Ни то ни другое в НАСА сделано не было.
Не имела возможности «Колумбия» и состыковаться с Международной космической станции. Для этого экипажу нужно было сменить орбиту и высоту полета, на что у «Колумбии» не было запасов топлива.
В общем, похоже, в НАСА понадеялись на русский авось. А он-то как раз и не вывез.
И все-таки можно ли спасти экипаж в подобной ситуации?
Системы аварийного спасения на многоразовых крылатых космических кораблях — советском «Буране» или американских шаттлах, как уже говорилось, принципиально отличаются от тех систем, что применяются при одноразовых запусках. Во-первых, сам «челнок» имеет большие габариты и массу. Он не делится подобно одноразовому капсульному кораблю на небольшие отсеки, а представляет собой единую конструкцию. Масса же шаттла — почти 120 т. Даже для простого отстрела корабля от аварийных стартовых ускорителей нужны очень большие мощности. При проектировании шаттлов и «Бурана» инженеры первоначально планировали оснастить их специальными твердотопливными двигателями спасения, но последние оказались чрезмерно тяжелы, и от этой затеи отказались.
Во-вторых, самолетная схема построения шаттла требует для безопасного полета определенного сочетания скорости и угла атаки. Обеспечить его при спасении «челнока» в начале полета крайне трудно, если вообще возможно. А иначе крылатый аппарат может попросту разрушиться от чрезмерных аэродинамических нагрузок.
Однако говорить о том, что на шаттле совсем нет системы спасения, было бы неверно. Она имеется, причем довольно сложная, но у нее есть «мертвые зоны», когда она бесполезна. Одна из таких зон для американских «челноков» — первые 2 мин. полета, пока работают стартовые твердотопливные ускорители. Их считали практически безотказными, но именно они подвели в роковом полете «Челленджера».
В случае аварии на стартовой позиции, случившейся до запуска основных двигателей, астронавты могут экстренно покинуть корабль и в кабинке-корзине, подвешенной к тросу, скатиться с башни обслуживания в защитный бункер. С той же целью на стартовом комплексе «Бурана» был предусмотрен специальный спасательный желоб.
В полете экипаж шаттла теоретически может выпрыгнуть с парашютом. Но это возможно лишь при управляемом планировании на высоте не более 6 км и скорости не свыше 370 км/ч. При этом, чтобы не удариться о крыло, членам экипажа необходимо покидать аппарат, скользя по затейливо изогнутой телескопической штанге, выдвинутой на несколько метров через боковой люк.
