Když se 1. února 2003 rozpadl raketoplán Columbia během návratu z mise STS-107, nejvíce zasaženou obydlenou oblastí byl texaský okres Nacogdoches a stejnojmenné městečko, které je jeho centrem. Trosky stroje byly snad všude, větší či menší kusy se válely na ulicích, v lesích, na pastvinách. Místní kluci prohledávali místa, která ze svých her znali jen oni a přinášeli stále nové úlomky kdysi krásného a složitého stroje. Mnoho lidí si říkalo, že paradoxně místo, které bylo toho dne nejlépe připraveno na podobnou událost, byl právě okres Nacogdoches. Nedaleko totiž zrovna probíhalo cvičení Národní gardy, jejíž jednotky tak mohly dorazit na místo v rekordním čase. Zanedlouho se po krajině pohybovaly skupinky lidí s podivnými žlutými anténami na zádech- pomocí zaměřovačů GPS značili přesnou polohu nalezených trosek. Dny byly pro hledající naplněny dřinou, desítkami nachozených kilometrů a spěchem. Spěchem nejen proto, aby se co nejdříve přišlo na příčinu katastrofy, ale také proto, aby byly co nejdříve nalezeny ostatky astronautů. Zejména v případě Ilana Ramona byl nutný spěch, neboť podle židovských tradic má být tělo zemřelého pohřbeno co nejdříve po smrti. Na rozdíl od katastrofy Challengeru se podařilo ostatky najít poměrně rychle a Ilan Ramon mohl být uložen už deset dní po katastrofě k věčnému odpočinku v kibucu Nahalal. V té době už začínalo být jasné, co se vlastně stalo a jak celé neštěstí proběhlo. A stejně jako u Challengeru začínalo být jasné, že za vším nestojí jen technika, ale také praktiky v rámci managementu NASA. Mnoho lidí mělo pocit, jakoby prožívali příšerné déjà vu …

Let do nicoty (4/5)

Velmi záhy po katastrofě se, jak už to bývá, rozběhly spekulace ohledně její příčiny. Bylo poměrně jasné, že bylo cosi v nepořádku s levým křídlem Columbie, veškeré výpadky a podivná data čidel byla soustředěna právě tam. Mohl být úder pěny oním zákeřným faktorem, který poslal orbiter o hmotnosti 75 tun k zemi? Vedení NASA to odmítalo uznat. Manažer programu Space Shuttle Ron Dittemore dokonce úder pěny označil za bezvýznamný: „Nedává nám žádný smysl, že by malý úlomek byl hlavní příčinou ztráty Columbie a její posádky. Musí existovat jiná příčina!“. Objevily se spekulace o ucpávce pod dlaždicemi, která byla povytažena a během návratu se uvolnila a umožnila žhavým plynům poškodit konstrukci shuttlu, která byla tvořena hliníkovými slitinami. Mluvilo se také o úderu mikrometeoritu, nebo kosmického smetí. A všichni se modlili, aby pátrači objevil mezi troskami krabici zvanou OEX.

Columbia byla prvním z flotily raketoplánů. Jako taková byla považována za zkušební stroj. Proto byl na její palubu před prvním letem umístěn záznamník OEX (Orbiter Experiments- experimenty orbiteru). Ten zaznamenával data přibližně 570 senzorů po celém orbiteru, aby je bylo možno po přistání analyzovat. Přestože bylo mnoho čidel v průběhu doby odstraněno, většina jich zůstala na svém místě a stejně tak zůstal i OEX. Columbia byla jediným raketoplánem, který měl OEX na palubě a během jejího posledního letu byl funkční (některé neověřené zdroje hovoří o tom, že další exemplář OEX byl i na palubě Challengeru). Pokud záznamník přežil onen příšerný pád, vyšetřovatelé by mohli mít příležitost pomocí této „černé skříňky“ odhalit, co se vlastně během osudných minut s Columbií dělo.

Už dva dny poté, co trosky Columbie pokryly území Texasu a Louisiany, byla ustavena prezidentská vyšetřovací komise s názvem „Columbia Accident Investigation Board“ (dále CAIB). Jejím vedením byl pověřen admirál Hal Gehman, muž, který o tři roky dříve vedl vyšetřování teroristického útoku na torpédoborec Cole v Jemenu. Dalšími členy byli admirál Stephen Turcotte, generálmajorl John Barry, generálmajor Kenneth W. Hess, Dr. James N. Hallock, Steven B. Wallace, brigádní generál Duane Deal, Scott Hubbard, Roger E. Tetrault, Dr. Sheila Widnall, Dr. Douglas D. Osheroff, Dr. Sally Ride, a Dr. John Logsdon. Zajímavá je hlavně Sally Ride. Ta se před sedmnácti lety podílela na vyšetřování příčin katastrofy Challengeru. Jako bývalá astronautka byla už tehdy šokována přístupem NASA v otázkách bezpečnosti, teď měla celým procesem projít znovu.

Zatím se však nebylo čeho zachytit. Telemetrie z orbiteru ukázala na pravděpodobný problém na levé části stroje, stále však chyběla příčina těchto problémů.

Úlomky a trosky Columbie se zatím shromažďovaly v jednom z hangárů na KSC, kde byl na podlaze namalován tvar trupu shuttlu a nalezené části byly rozmisťovány tak, aby byla viditelná jejich původní pozice na konstrukci nešťastné Columbie. Celkem bylo nalezeno více než 84 000 úlomků o celkové hmotnosti 38,5 tun, což představovalo přibližně 38% hmotnosti kompletního orbiteru. Nejzápadnějším místem, kam trosky dopadly, bylo Ducanville na předměstí Dallasu. Nejvýchodnějším místem pak přírodní rezervace Fort Polk. Vzdálenost mezi nimi je přibližně 400 km. Tento údaj dává jasnou představu o tom, jak rozsáhlé bylo území, které bylo nutno prohledat.

Z nalezených trosek poměrně jednoznačně vyplývalo, že destrukce začala v oblasti levého křídla. Nejzápadnějšími nálezy byly destičky TPS právě z levého křídla. Jejich stav napovídal, že prošly vysokým tepelným namáháním. Na nalezených destičkách a panelech RCC z náběžné hrany levého křídla byl zřetelný jakýsi nahnědlý depozit, jehož analýzou bylo zjištěno, že se jedná o roztavenou niklovou slitinu Inconel, tedy materiál, jenž byl součástí konstrukce orbiteru, včetně jeho křídel. Čím dál více bylo jasné, že levé křídlo je místem, kde ležel kořen celé záhady. A pak, večer 18. března, hasič Art Baker narazil na jackpot.

Oním jackpotem byl záznamník OEX. Jeho lokace byla přibližně určena podle polohy trosek zařízení, která byla původně na palubě Columbie umístěna v jeho blízkosti. Když Art Baker spatřil nedaleko Hemphillu pod stromem kovovou krabici, byl si vědom toho, že tento přístroj může odhalit, proč museli astronauti z Columbie zemřít. OEX byl převezen do specializovaného zařízení v Minnesotě, kde jej otevřeli a pokusili se zrestaurovat pásku, na kterou se data z čidel nahrávala. Přístroj byl v překvapivě dobrém stavu- páska sice byla přetržená a místy zvlněná nebo natažená, opatrnou manipulací se však povedlo zachránit oproti prvotním odhadům velké množství dat. Záznam překvapivě končil až ve 14:00:18 UTC, tedy 46 sekund po posledním kontaktu velitele Husbanda s řídícím střediskem v Houstonu. Ve 14:00:18UTC zřejmě došlo k rozpadu samotného trupu orbiteru a po přerušení dodávky elektrického proudu přestal OEX pracovat.

Data ze záznamníku byla podrobena analýze, aby bylo možno zrekonstruovat poslední minuty Columbie. Vydaly mrazivé svědectví. Náznaky o tom, že s Columbií není něco v pořádku, se objevily dlouho předtím, než raketoplán přelétl pobřeží Kalifornie. Bylo 13:48:39 UTC, tedy o tři a půl minuty dříve, než se objevily v řídícím středisku anomálie čidel hydrauliky. V tento okamžik zaregistroval záznamník OEX neobvyklou hodnotu u tenzometru na předním nosníku levého křídla. Nosník byl součástí konstrukce náběžné hrany- na něj byly přimontovány panely RCC. Čidlo, které signál do záznamníku poslalo, se nacházelo za panelem číslo 9 a signalizovalo vyšší mechanické zatížení této části, než u přechozích letů. O dvacet sekund později se přidalo čidlo teploty čepu, poutajícího k nosníku panely RCC číslo 9 a 10. Signalizovalo neobvyklý nárůst teploty, oproti přibližně -1°C u předchozích misí na 18°C. Ve 13:52:22UTC pak toto čidlo náhle ukázalo hodnotu „off-scale low“ (nízká hodnota mimo stupnici), což znamenalo, že se odmlčelo. Ještě před tímto výpadkem se ve 13:50:19UTC „zbláznil“ termoelektrický článek pod černou dlaždicí HRSI na spodní ploše křídla těsně za panely RCC číslo 9 a 10. Jeho údaje byly zmatečné, chvílemi dosahovala teplota v těchto místech až 1370°C namísto běžných 1100°C. Přibližně ve  13:52:25UTC se staly jeho údaje naprosto nevěrohodnými, pozdější analýza naznačila buď přerušení kabelu, nebo poškození samotného senzoru. Následovalo čidlo teploty na zadní straně nosníku za panely RCC číslo 8 a 9. To pro změnu signalizovalo relativně rychlý nárůst teploty oproti očekávané hodnotě -6°C na 49°C a pak hodnotu „off-scale high“(vysoká hodnota mimo stupnici). Všechna čtyři čidla měla jedno společné: vodiče, které je spojovaly s OEX, probíhaly za předním nosníkem v oblasti panelů RCC 8 až 10 v jediném kabelovém svazku. A tři z nich se odmlčela v průběhu 10 sekund (poslední zmíněné vydrželo o trochu déle).  Bylo jasné, že místo, kde byly senzory umístěny, bylo také místem, kde ležel počátek konce Columbie. „Viníkem“ byl panel číslo 8 a jediným možným vysvětlením bylo, že byla narušena jeho integrita, tedy jinými slovy- musel v něm být nějaký otvor.

Po těchto čtyřech čidlech následovala řetězová reakce, kdy OEX zaznamenával stále více anomálních údajů z oblasti levého křídla. Z analýzy jednoznačně vyplynulo, že horká plazma si přibližně ve 13:52 UTC prohořelým předním nosníkem našla cestu do interiéru nosné plochy a tam setrvale oslabovala konstrukci, tvořenou hliníkovými slitinami. Astronauti zatím nic netušili, data se pouze ukládala na pásku OEX. Ale autopilot začal pociťovat neobvyklé aerodynamické vlastnosti levého křídla, na němž vinou deformací vznikal větší odpor, než obvykle. Narušený tok žhavého vzduchu způsoboval narušení tzv. mezní vrstvy, tenké stlačené vrstvičky vzduchu, která těsně obtékala plášť shuttlu a vytvářela přirozený izolační „polštář“. Ten teď byl „roztrhán“ kvůli onomu tajemnému otvoru. Teplota na panelech RCC následně stoupla na více než 8000°C, což byl dvojnásobek nejvyššího projektovaného tepelného zatížení. Plazma pak mimo jiné propálila kabely čidel tlaku hydrauliky v brzdách, v ten okamžik poprvé MMACS Jeff Kling spatřil náznak problému. To už ale byla Columbia smrtelně zraněná a její poškození se každým dalším okamžikem prohlubovalo. Kontroloři v řídícím středisku nemohli dělat vůbec nic. I kdyby věděli, co se ve skutečnosti odehrává, byli by odsouzeni bezmocně přihlížet neodvratné katastrofě. Ve 13:56 UTC pronikly horké plyny do levé podvozkové šachty a začaly zahřívat vnější pneumatiku podvozku. Když se o tři minuty později přepálily kabely čidel tlaku, v kabině shuttlu spustil první alarm. Husband se pokusil infomovat řídící středisko, ale jeho relace byla uprostřed slova přerušena. Bylo to naposled, co se posádka ozvala středisku.

Plazma nahlodávala konstrukci křídla a také hliníkový potah, na kterém byly nalepeny dlaždice TPS. Žár oslaboval schopnost adheze u lepidla, které dlaždice drželo na místě, a ty se jedna za druhou odlupovaly a mizely za orbiterem. Kolem 13:58 se stalo cosi přímo s křídlem samotným. Změnily se jeho aerodynamické charakteristiky a pravděpodobně začalo kolabovat. O minutu později zvýšený aerodynamický odpor přinutil autopilota kompenzovat tento faktor dvěma zážehy orientačních motorků RCS. Každý trval přibližně 1,5 sekundy. Pokud se tak nestalo dříve, v tomto okamžiku Husband a McCool museli zcela jistě pochopit, že se s jejich strojem děje něco strašlivého. Ve sluchátkách jim začal houkat master alarm, který oznamoval výpadek ovládání elevonů. Columbia, dosud statečně bojující s nepřátelským prostředím, hodila ručník do ringu a poddala se obrovskému dynamickému namáhání a žáru, který ji rozežíral zevnitř. O zlomek sekundy později uviděli svědci na zemi ve stopě raketoplánu záblesk a velký úlomek, který z něj odpadl. Tím úlomkem bylo levé křídlo…

V kabině teď nepřetržitě zněl alarm a astronauti byli zcela jistě zahlceni množstvím poplašných zpráv, které chrlily displeje na přístrojové desce a kontrolky alarmů. Nikdy se už nedozvíme, jestli si se pokusili reagovat na fakt, že Columbia začíná měnit svou polohu v prostoru.  Ve 14:00:01 UTC přešla z kontrolovaného letu do balistického režimu, od 14:00:03 UTC počítače Columbie zaznamenaly poslední dvě sekundy dat. Ta naznačovala, že pravá strana orbiteru byla relativně v pořádku. Letová paluba a middeck v ten moment vykazovaly tyto údaje: tlak v kabině:  14.64 psi, teplota v kabině 71.6°F (22°C), rychlost změny tlaku v kabině 0.004 psi/ min. V tento okamžik byl tedy kokpit ještě celistvý a neporušený. Ve 14:00:18 UTC se přerušila dodávka proudu do záznamníku OEX a ten přestal pracovat. Columbia se rychle stáčela střídavě na levou a na pravou stranu a letěla se stále vyšším úhlem náběhu. Podle některých názorů se vlastně jednalo o pohyb podobný velmi nestabilní ploché vývrtce. Ve 14:00:20,6 UTC zachytili svědkové na zemi rozpad trupu orbiteru, v tento moment se zřejmě od trupu oddělila i kabina. Ve výšce 45 km, při rychlosti M18 (osmnáctinásobek rychlosti zvuku) a během fáze nejvyššího aerodynamického ohřevu neměla kabina šanci vydržet neuvěřitelně silné namáhání. Přesto se jako jeden celek držela relativně dlouho- podle počítačových simulací a analýz byla její konstrukční celistvost narušena až přibližně 30 sekund po oddělení od zbytku trupu. Od náznaku prvních problémů na záznamníku OEX do okamžiku oddělení kabiny od trupu uběhlo jedenáct minut a 41 sekunda, od poslední komunikace posádky se zemí pouhá jedna minuta a čtyřicet osm sekund…

Převiňme nyní pásku pomyslného záznamu o pár sekund zpět. Čas jakoby se náhle zastavil. Kabina byla stále osvětlená, kyslík stále proudil, ale hluk zvenčí zřejmě neobvykle narůstal. Let Columbie byl stále divočejší, Husband a McCool ze svých sedadel možná na okamžik pochopili hrůzu bezvýchodné situace. Ilan Ramon na dvojsedačce v „podpalubí“ na middecku si jako zkušený pilot musel být vědom, že kombinace alarmů s podivnými oscilacemi kolem všech tří os nejsou obvyklé. Minimálně několik členů posádky nemělo v okamžiku katastrofy nasazeny rukavice a spuštěná hledí přileb. Jeden člen posádky nebyl plně připoután (měl zajištěny pouze ramenní popruhy a popruh v rozkroku; tzv. „lap belts“, tedy pásy, vedoucí kolem kyčlí do klína nebyly připojeny k zámku popruhů) a helmu neměl dokonce nasazenu vůbec. Na výsledku to ale nemohlo nic změnit.

V čase 14:00:03 byl pohybem řídicí páky vypojen autopilot a během té samé sekundy znovu zapnut. To znamenalo, že buď CDR, nebo PLT nechtěně následkem neobvyklého pohybu orbiteru zavadili o řídicí páku a pak stiskem tlačítka na cloně nad přístrojovou deskou autopilota zapnuli. Z toho vyplývá, že v tomto okamžiku ještě dynamické zatížení nebylo natolik veliké, aby znemožňovalo posádce reagovat na vzniklou situaci. O sekundu později počítač zaznamenal poslední polohu přepínačů v kokpitu. Poloha žádného z nich se nelišila od nominálu. Poloha přepínačů, nalezených mezi troskami však korespondovala s pokusem o restart dvou ze tří pomocných jednotek APU, které dodávají tlak do hydraulického systému. PLT, na jehož straně se přepínače nacházely, se tak pokusil „oživit“ elevony na levém křídle. Netušil, že na vině není výpadek APU.  Stejně jako u Challengeru byly tyto spínače chráněny pružinovou pojistkou proti náhodnému přepnutí a podle analýz jejich polohu rozpad kabiny ani náraz na zem pravděpodobně nemohl změnit. William McCool bojoval o záchranu posádky i stroje do posledního momentu.

V okamžiku odtržení kabiny od zbytku orbiteru byla přerušena dodávka energie a kyslíku a současně začala její dekomprese. Protože astronauti neměli spuštěna hledí přileb, během okamžiku se ocitli v bezvědomí. Neměli čas spustit hledí dolů. Jak přesně si pro ně smrt přišla, to zůstane navždy zahaleno tajemstvím. Experti později identifikovali čtyři okolnosti se smrtícím potenciálem. První okolností byla zmíněná dekomprese ve výšce přes 40 km. Se spuštěným hledím by ji posádka mohla přežít, jak ale víme, hledí spuštěna nebyla. Druhá okolnost se skrývala v konstrukci křesel, na kterých astronauti seděli.  Jejich poutací pásy měly v horní části, v místě uchycení k opěradlům, zámkový mechanizmus. Pokud není uzamčen, umožňuje v jistém rozsahu pohyb trupu astronauta. V uzamčeném stavu, podobně jako u ochranných pásů v automobilu, přitáhne trup astronauta k opěradlu a tím mu pomáhá odolávat dynamickému namáhání. Ani jeden ze zámků nebyl nalezen v uzamčeném stavu, podle expertů byly rotační síly, působící při rozpadu orbiteru na nezpevněný trup astronautů (kteří navíc byli pravděpodobně v bezvědomí a nedokázali se tak aktivně těmto silám bránit) samy o sobě smrtící. Třetí okolností bylo působení dynamických sil během rozpadu kabiny. Jistou roli zde mohla hrát nedostatečná šířka poutacích pásů. Čtvrtou okolností bylo působení aerodynamického ohřevu a soustavy rázových vln během vystavení těl okolnímu prostředí při hypersonické rychlosti. Vyšetřovací zpráva zmiňuje i poslední, pátou okolnost- dopad na zem. Ten je ale uveden pouze pro úplnost. Je pravděpodobné, že nekonečný let do nicoty začal pro všech sedm členů posádky dlouho před ním…

(článek má pokračování)

Zdroje obrázků:

http://images.nationalgeographic.com/wpf/media-live/photos/000/376/cache/best-unforgettable-space-shuttle-pictures-columbia-helmet_37678_600x450.jpg
http://history.nasa.gov/columbia/Troxell/Columbia%20Web%20Site/Photo%20Gallery/debris%20photos/OEX3.jpg
http://spaceflight.nasa.gov/shuttle/archives/sts-107/investigation/sensors/Slide023.jpg
http://spaceflight.nasa.gov/shuttle/archives/sts-107/investigation/sensors/107_bw_2_07.jpg