Před 15 lety přišla kosmonautika o raketoplán Columbia A s ním i o jeho sedmičlennou posádku. Bohužel, nebyla to první a zřejmě ani poslední oběť, kterou lidé přinesli při dobývání vesmíru.
Pro NASA to byla obrovská rána – přijít během 17 let o druhý raketoplán bylo hrozivé, zejména v situaci, kdy se dokončovala Mezinárodní kosmická stanice. Zdálo se, že se lidé v NASA nepoučili z havárie Challengeru, který explodoval při startu v lednu 1986.
Columbia ještě v plné kráse přistává… / Foto NASA
Je to navíc podivná souhra náhod, že americké kosmické maléry se odehrály vždy počátkem roku. Rusové to měli časově rozloženější…
Ovšem statistici ještě před havárií Challengeru odhadovali, že při tehdejší intenzitě kosmických letů by mohlo dojít ke katastrofě cca jednou za 15-16 let. Tento odhad (pomineme-li požár a tři mrtvé, Grissoma, Whitea a Chaffeeho, v kabině Apollo l onoho 27. ledna 1967 a smrt V. Komarova 24. dubna téhož roku v Sojuzu 1) se až hrozivě blíží realitě: 29. června 1971 – Sojuz 11 (zahynuli tři kosmonauti), 28. ledna 1986 – Challenger (zahynulo sedm astronautů), 1. února 2003 – Columbia (zahynulo všech sedm členů posádky).
Je smutným paradoxem, že při výbuchu Challengeru zahynula první učitelka, která se vydala do vesmíru. Ve žhavé kouli Columbie zase první izraelský kosmonaut. V obou případech zahynulo pět mužů a dvě ženy…
Horor po minutách
Je časné ráno východoamerického času, sobota 1. února 2003. Raketoplán Columbia se po šestnáctidenní vědecké misi řítí z oběžné dráhy kolem Země na přistání rychlostí 5,6 km/s hustými vrstvami atmosféry.
Je 8:58:30. Kosmický kluzák je ve výšce zhruba 80 kilometrů nad zemí. Řídicí středisko NASA v Houstonu přestává dostávat údaje z dalších čidel měřících teplotu a tlak na vnitřních a vnějších výškových klapkách levého křídla raketoplánu. Jeden údaj zůstává viset na displejích posádky, o čemž velitel mise Rick Husband ještě stačí informovat. Ale alespoň on a pilot Columbie William C. McCool už musí tušit, že se řítí do maléru…
Oficiální foto posádky STS 107: Zleva vpředu sedí: Rick Husband, William McCool. Stojící zleva: David Brown, Laurel Clarková, Kalpana Chabla, Michael Anderson a Ilan Ramon / Foto NASA
8:59. Houston kupodivu zůstává ještě klidný: „Columbie, tady Houston, díváme se na vaše údaje o tlaku na výškové klapky a nemáme poslední…“
Columbia: „Rozumím, uuuh…!“ Husbandův hlas je urván jakoby udiveným „och!“
9:00. Z displejů v řídicím středisku mizí veškeré údaje. Nastává hrobové ticho, spojení s raketoplánem je ve výšce 62 140 metrů nad zemí přerušeno. Během několika okamžiků přestal být raketoplán chráněn před vnější teplotou keramického štítu, která při přistávacím manévru dosahuje 1 700 stupňů Celsia. Plameny a přetlak rozervou stroj na kusy… Do přistání zbývalo 16 minut… Obyvatelé Texasu, Arkansasu a Louisiany informují, že zaslechli „velkou ránu“ a zahlédli plameny na nebi. K zemi padá sprška „meteoritů“.
9:05. V Houstonu stále ještě doufají, že se posádka Columbie ozve, že spojení přerušila „jen“ rozžhavená atmosféra a plasma kolem raketoplánu. Řízení letu ještě nechápe rozsah katastrofy. Ale nad Texasem padají rozžhavené trosky raketoplánu jako déšť. Jsou rozesety na obrovské ploše a zničily i jeden obytný dům…
Příšerný ohňostroj nad Texasem…
9:16. Plánovaný čas přistání Columbie. Kosmický kluzák nikde. Ani na obrazovkách radarů…
9:29. NASA vyhlašuje stav nouze. Ano, teprve po půlhodině vyhlašuje NASA stav nouze! No comment…
11:00. Už je jasno. Kennedy Space Center spouští vlajky na půl žerdi.
14:05. Prezident George Bush oznamuje národu a celému světu: „Columbia je ztracena, nikdo nepřežil.“
Nálada v USA připomíná chvíle po teroristických útocích z 11. září 2001. Televizní stanice stále opakují záběry záblesků a dýmu z rozpadajícího se raketoplánu a popisují osudy sedmičky astronautů…
Mise STS-107
Rozpadající se kusy raketoplánu nad Texasem, připomínající reálie Hvězdných válek, ještě dlouho strašily a zřejmě strašit budou nejen vedení NASA. V šoku byl celý svět, ohrožena byla tehdy probíhající výstavba Mezinárodní kosmické stanice (ISS). Kennedyho kosmodrom na Floridě mlčel až do roku 2005, kdy byl do vesmíru vyslán raketoplán Discovery.
Pravda, zbylé raketoplány (Discovery, r. v. 1983; Atlantis, r. v. 1985 a Endeavour, r. v. 1991) definitivně dosloužily teprve v roce 2011, ale zdá se, že se americká kosmonautika z tohoto šoku probírá jen pomalu. Vraťme se ale zpět do ledna 2003.
STS-107 byla vlastně jediná vědecká mise, která kupodivu „přežila“ škrty v rozpočtu NASA. Původně se sice hovořilo o jedné vědecké misi každý rok od roku 2001, nicméně postupným snižováním rozpočtu NASA zůstala z celé plánované řady jen mise Columbia STS-107. Prioritu měla výstavba mezinárodní družicové stanice, a ze „shuttlů“ se tak opravdu staly pouhé pendlující „čluny“ mezi Zemí a ISS. Pravda, řadu nákladů k ní nemohlo dopravit žádné jiné plavidlo.
Let měl označení STS-107, byť následoval až po misi Endeavouru STS-113 k ISS a byl 113. startem raketoplánu vůbec a 28. letem orbiteru Columbia.
Samotná Columbia, nejstarší raketoplán flotily (první start 12. dubna 1981), už od roku 1999 procházela rozsáhlou úpravou (Orbiter Maintenance Down Period), která zahrnovala důkladnou údržbu, kontrolu a modernizaci raketoplánu.
Byl to stroj, který měl nejvíce problémů. Za celou svoji dvaadvacetiletou kariéru podnikla Columbia pouhých 28 misí, při kterých strávila ve vesmíru na 300 dní, Zemi oblétla 4808krát a uletěla celkem 201 497 772 km. Některá čísla sice vypadají hezky, ale oproti plánovanému počtu startu počátkem 80. let je to směšný počet startů.
První start plánovaný po generálce (11. leden 2001) se ale ukázal časově nereálným. A v následujících dvou letech došlo ke 13 (!) dalším odkladům. Když byl raketoplán konečně v letuschopném stavu, rozhodlo vedení NASA, že se Columbia nejdříve vypraví k Hubbleovu kosmickému dalekohledu (mise STS-109), který vyžadoval náročnou údržbu a upgrade. Šlo o velmi úspěšnou a technicky náročnou expedici, ale Let STS-107 byl přesunut na červenec 2002. Jenomže pro další vzniklé technické problémy byl opětovně odložen…
16. ledna 2003: poslední start Columbie / Foto NASA
Konečně start
Pak přišel čtvrtek 16. ledna 2003. V 15:39:00 UT Columbia konečně startuje ke svému 28. letu. Posádka je nadšena – po dlouhém čekání se především nováčkům, Laurel Clarkové a Ilanu Ramonovi, splnil jejich velký sen. Letí do vesmíru!
Krátce po startu, v 15:40:21 UT, ale dálkové kamery na kosmodromu zjistily odtržení části tepelné izolace nádrže ET a její úder do levého křídla orbiteru. Rychlost kolize byla vypočítána na 190 m/s, hmotnost úlomku na 1,2 kg. Bohužel, podle tehdejšího úsudku techniků a řízení letu nemělo k vážnějšímu poškození křídla ani jeho tepelné ochrany dojít. Jak se později ukázalo, nebyl to první takový případ. Podobné problémy už pracovníci NASA zaznamenali i při předchozím, listopadovém letu Atlantisu, který dopravil na ISS posádku ve složení Ken Bowersox, Don Pettita a Nikolaj Budarin. Tehdy se také nic nestalo… Nicméně, právě tento náraz úlomku izolační pěny do křídla se stal Columbii osudným.
Samotný let STS-107 probíhal takřka bez problémů. Ještě v pondělí 27. ledna navázala posádka Columbie spojení s tříčlennou posádkou ISS a všichni kosmonauti si spolu s řídicím střediskem připomněli 17. výročí tragédie raketoplánu Challenger z 28. ledna 1986. Na jeho palubě tehdy při startu zahynulo sedm astronautů, včetně dvou žen, Judith Resnikové a učitelky Sharon Christy McAuliffové.
Ani sedmička na palubě Columbie, ani tři muži na stanici netušili, jaká tragedie se odehraje o šest dní později. Srdečně si popřáli úspěšný let a pohovořili o tom, jaké úspěchy kosmonautika od té doby dosáhla…
Posádka Columbie ještě v pohodě – na oběžné dráze / Foto NASA
...až se ucho utrhne
Jak bylo řečeno výše, kusy pěnové tepelné izolace centrální palivové nádrže ET, na které je vlastně uchycen samotný raketoplán, se odtrhávaly běžně, zejména v chladných zimních dnech. Ale vedení letů tomu nevěnovalo větší pozornost – co tak asi může „pěna“ způsobit keramikou krytému orbiteru?
Ano, tepelnou ochranu raketoplánů pro průlet atmosférou zajišťovalo na 30 000 keramických (křemičitých) dlaždic, každá o síle asi 20 centimetrů, odolávajících teplotám až 1 300 stupňů Celsia, a potah z uhlíkatého kompozitu pro teploty cca 1 650 stupňů na náběžných hranách křídel a na přídi pilotní kabiny (viz černá barva na snímcích). Podobně řešili tepelnou ochranu i Rusové při konstrukci sovětského raketoplánu Buran.
Při průletu atmosférou jsou nejvíce tepelně namáhány spodní a přední části raketoplánu, jimiž loď ve správné poloze „proráží“ husté vrstvy atmosféry. Při každém letu se několik dlaždic odlepilo, tj. odpadlo či poškodilo. Tedy – jen několik? Po některém z letů museli technici vyměnit až 300 takových dlaždic. Nicméně fakt, že se vždy nějaké dlažice odloupnou a „nic se nestalo“, ukolébalo technický personál na kosmodromu i vedení NASA.
Staré české přísloví říká: Tak dlouho se chodí se džbánem pro vodu, až se ucho utrhne. V případě Columbie se „ucho“ utrhlo 1. února 2003.
Dnes víme, že k poškození náběžné hrany levého křídla Columbie skutečně došlo už při startu, když do něj narazilo několik kusů odtržené izolační pěny, která obaluje nádrže s kapalným kyslíkem a vodíkem z ET, aby se zejména před startem neodpařovaly. Nádrž ET jako jediná vždy po odhození shořela v atmosféře.
Už v pátek před přistáním NASA oznámila, že při zpracováni video záznamů ze startu technici objevili, jak ledový útržek oné „pěny“ narazil do křídla. Jenomže čidla v průběhu orbitálního letu nic nehlásila, a tak i dole zavládl bohorovný klid.
Přemrštěná víra v techniku, nebo trestuhodná lidská nedbalost?
Ron Dittemore (vpravo) a Michael Kostelnik (zplnomocněný náměstek ředitele NASA pro Space Shuttle a ISS) na slyšení v senátu / Foto NASA
„Špatně jsme údaje vyhodnotili,“ prohlásil později manažer programu Space Shuttle Ron Dittemore na tiskové konferenci. A nešel se zastřelit… Abdikoval na svoji funkci až v dubnu téhož roku. Vysoký představitel NASA informoval o tragedii nic netušícího Kena Bowersoxe, Dona Pettita a Nikolaje Budarina na ISS až několik hodin poté, co bylo jasné, že přistání nikdo z jejich kolegů nepřežil.
Šok, pláč, trauma. Na Zemi i ve vesmíru.
Sesbírané trosky Columbie / Foto Space.com
„Není vyloučeno, že ten kousek pěny byl obalený ledem, který mohl tepelný štít narušit,“ řekl tehdy nedávno zesnulý odborník na kosmonautiku Antonín Vítek z Akademie věd. „A i když poškodil nepatrnou plochu, mohlo se při průletu atmosférou postupně odloupávat stále víc dlaždiček, až obnažily velký kus. Tomu nasvědčuje i to, že během posledních sedmi minut (!) před katastrofou odlétávaly od raketoplánu svítící body…“
V měsících následujících po tragédii tuto hypotézu potvrdily i vyšetřovací komise NASA a amerického Kongresu. Při sestupu do atmosféry se do poškozeného křídla dostal třením rozpálený vzduch, který u kořene narušil jeho strukturu, destruoval i trup a způsobil rozpad celého raketoplánu.
Pámátník posádky Columbie na Arlingtonském hřbitově
Poučení…?
Po katastrofě Columbie v únoru 2003 se stal raketoplán Discovery (26. července 2005) po dvouleté pauze prvním, který opět odstartoval do vesmíru. Velitelem letu se stala zkušená Eileen Collinsová.
Při startu k ISS nečekaně opět odpadaly kusy izolační pěny, které zapříčinily havárii Columbie. Tentokráte se na Zemi snažili. Astronauti dostali avízo, a tak při kontrole externí kamerou během letu na orbitální dráze bylo zjištěno uvolněné těsnění, vyčnívající ze spáry mezi destičkami tepelného štítu. Dva astronauti, Noguči a Robinson, dokonce třikrát vystoupili do volného vesmíru, aby mj. provedli zkušební opravu poškozené tepelné ochrany. Za použití aplikátorů pěny EWA zahladili uměle vytvořené díry ve vzorcích dlaždic a materiálem NOAX opravovali maketu poškozeného krytu RCC náběžné hrany křídla. Pro nedostatek času však nedokončili všechny naplánované pokusy.
Ovšem při průzkumu fotografií raketoplánu pak odborníci našli ještě jedno místo, které tentokráte vzbudilo jejich zvýšenou pozornost. Šlo o kus odchlíplé izolace nad jedním z okének pilotní kabiny, což astronauti při posledním výstupu do kosmu částečně opravili. A na Zemi zatím technici dospěli k závěru, že odchlíplá izolace nepředstavuje pro Discovery žádnou hrozbu…
Discovery se sice úspěšně vrátil 9. srpna na Zemi, nicméně další lety raketoplánů byly zase o rok odloženy, dokud se nepodařilo NASA vyhovět přísným podmínkám sestaveným vyšetřovací komisí po havárii Columbie. Další let raketoplánu (STS-121 – opět Discovery) se realizoval až 4. července 2006. Dva dny na to se Discovery spojil s ISS a 17. července úspěšně přistál na Kennedyho vesmírném středisku na Floridě.
Americké raketoplány, výkřik techniky 80. let minulého století, už dosloužily a jsou už dnes historií. Havárie Challengeru a před 15 lety Columbie jsou však krutým mementem, že vesmír chyby nepromíjí…
V článku byly použity pasáže z autorovy knihy Kosmonautika za oponou (Radioservis 2015)
