מעבורת החלל - תאונת הקולומביה

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
צוות מעבורת החלל קולומביה בעת אסון המעבורת. ריק האסבנד, בן 45, מפקד המשימה. ויליאם מק'קול,בן 40, טייס. דייויד בראון,בן 46, מומחה משימה. לוראל קלארק, בת 41, מומחית משימה. קלפאנה צ'אוולה, בת 41, מומחית משימה. מייקל אנדרסון, בן 42, מומחה משימה ואחראי מטען. אילן רמון, בן 47, מומחה מטען. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

תאונת מעבורת החלל קולומביה (באנגלית: The Columbia Excident):

טיסה STS-107, נועדה להיות ציון דרך בכך שלראשונה נכלל בצוותה אסטרונאוט ישראלי. לצערנו הטיסה זכורה יותר בגלל האופן הטראגי בו הסתיימה: טיסת המעבורת השנייה בהסטוריה שהסתיימה באובדן המעבורת על צוותה (ראו גם מאמרים נפרדים על: מעבורת החלל - תאונת הצ'אלנג'ר, ומעבורת החלל).

הקדמה

מעבורת החלל קולומביה - שסימונה OV-102 הייתה הראשונה בצי מעבורות החלל של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב (נאס"א NASA) והמריאה לטיסת הבכורה שלה ב-12 באפריל 1981.

עוד בחודש יוני 1997 קיבלה נאס"א המלצות לנצל מספר טיסות מעבורת למחקרים בתחום מדעי-החיים ומיקרו-גרביטציה. במרץ 1998 הכריז מנהל סוכנות החלל דאז, דניאל גולדין, שמשימה STS-107 תוקדש למטרות מחקר והודיע כי באופן עקרוני מתוכננת המשימה לשיגור בחודש מאי 2000.

לבסוף הוגדר תאריך השיגור כ-11 בינואר 2001. משלב זה נדחה מועד השיגור לא פחות מ-13 פעמים. חלק מהסיבות היו מנהלתיות וחלקן היו טכניות. על הסיבות המנהליות אפשר למנות את השינויים בסדרי העדיפויות למשימות של נאס"א (משימות לתחנת החלל הבינלאומית למשל) ושינויים בתכנון הכנת תא המטען של המעבורת הכולל בתוכו את מעבדת הניסויים. חלק מהסיבות הטכניות שהובילו לדחיית מועד השיגור היו התארכות לא מתוכננת של משך הטיפולים התקופתיים שעברה המעבורת וכן קרקוע של צי המעבורות למשך 4 חודשים בעקבות גילויים של סדקים בצנרת הדלק של המעבורות – סדקים שחייבו תיקון.

משימה STS-107 כללה מגוון רחב של ניסויים מדעיים שנועדו להתבצע על סיפונה של המעבורת בזמן הטיסה. ניסויים אלה כללו בין היתר את מידקס MEIDEX – (Mediterranean Israeli Dust Experiment) – ניסוי שתכליתו תצפיות באבק באטמוספירה באיזור המזרח-התיכון – וכן ניסוי "הגן הכימי" שבהכנתו השתתפו תלמידי חטיבת-ביניים מבית-הספר אורט קריית-מוצקין , ואשר נועד לבחון התפתחות של גבישים בתנאי חוסר-גרביטציה.

כחלק משיתוף הפעולה הישראלי-אמריקני הוחלט שבטיסה ייקח חלק, בפעם הראשונה, אסטרונאוט ישראלי. המועמד שנבחר היה אילן רמון: אלוף-משנה בחיל-האויר הישראלי ובעל תואר בהנדסת מחשבים ואלקטרוניקה באוניברסיטת ת"א.

המעבורת אשר נבחרה לשאת על סיפונה את ניסויים אלה הייתה הקולומביה מאחר ומעבורת זו מוגבלת לנשיאת מטענים קלים יחסית (בהשוואה למעבורות האחרות בצי) ולכן אינה "עסוקה" במשימות ההרכבה של תחנת החלל הבינלאומית אשר הייתה בעיצומה בתקופה בה תוכננה המשימה.

התאונה

הטיסה יצאה לדרכה ב-16 לינואר 2003 ונמשכה 16 יום. משהושלמו הניסויים המדעיים שתוכננו למהלך המשימה החלה המעבורת בכניסה לאטמוספירת כדור-הארץ בדרכה לנחיתה במרכז החלל קנדי שבפלורידה.

במהלך הכניסה לאטמוספירה מופעלים על המעבורות כוחות עצומים והיא חשופה לטמפרטורות גבוהות מאד כתוצאה מהכניסה לשכבות אויר דחוסות יותר ויותר במהירות גבוהה של כ-7 ק"מ בשנייה. מערכת הגנת החום של המעבורת מיועדת להגן על המעבורת מפני החום העצום הנוצר בשלב זה. ואולם כאשר נכנסה הקולומביה לאטמוספירה משהו השתבש: במהלך דקות ספורות התקבלו מספר התראות של חיישנים שונים באיזור הכנף השמאלית של המעבורת אשר סיפקו חיווים לא רגילים. בתוך זמן קצר לאחר מכן נותק הקשר עם המעבורת ובמקביל החלו להתקבל דיווחים מאת עדי ראייה שצפו במה שנראה כרסיסים המתפרקים ומתרחקים מהמעבורת הנכנסת לאטמוספירה.

בתוך זמן קצר התבררה התמונה הקשה: בעת שהייתה המעבורת מעל מדינת טקסס בגובה של כ-70 ק"מ ובמהירות של כ-20 אלף ק"מ לשעה היא התפרקה ושרידיה התפזרו על שטח נרחב של מספר מדינות בארה"ב. שבעת אנשי צוות הקולומביה במשימה STS-107 נספו:

  • ריק האסבנד, בן 45, מפקד המשימה.
  • ויליאם מק'קול,בן 40, טייס.
  • דייויד בראון,בן 46, מומחה משימה.
  • לוראל קלארק, בת 41, מומחית משימה.
  • קלפאנה צ'אוולה, בת 41, מומחית משימה.
  • מייקל אנדרסון, בן 42, מומחה משימה ואחראי מטען.
  • אילן רמון, בן 47, מומחה מטען.

כל מעבורות החלל קורקעו בעקבות התאונה. ועדת חקירה מיוחדת שמונתה לבדיקת נסיבות האסון מצאה שורה של ליקויים טכניים ומנהלתיים בפרוייקט מעבורות החלל והגישה המלצות לשיפור וייעול תכנית החלל המאויישת האמריקנית.

מה השתבש?

המעבורת לפני ההמראה. האזור על גבי מיכל הדלק החיצוני שממנו השתחררה פיסת הקצף מסומן בעיגול אדום. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
צילום מעקב של המעבורת בזמן ההמראה. ניתן להבחין בפיסת הקצף המתנתקת ממיכל הדלק החיצוני. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

לאחר הדחיות הרבות בשיגור ניצתו לבסוף מנועי המעבורת ב-16 לינואר 2003 , בשעה 17:39 (שעון ישראל). משימה זו הייתה טיסתה ה-28 של הקולומביה והטיסה ה-113 בספירה כללית של משימות מעבורות החלל האמריקניות.

מהלך שיגורה של כל מעבורת-חלל מתועד באמצעות מגוון רחב של מצלמות ואמצעי-מעקב. הנתונים הנאספים אינם נבדקים, ברובם, בזמן אמת אלא נאספים לצורך בניית בסיס נתונים לניתוח וביצוע שיפורים עתידיים במעבורות.

צילום של פגיעת קצף הבידוד בכנף המעבורת. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

חלק ממצלמות המעקב בקרבת אתר-השיגור קלטו, בערך בשנייה ה-82 למן השיגור, התנתקות של פיסת קצף-בידוד ממיכל הדלק החיצוני. חומר הבידוד נועד לבודד בין האויר הסובב את מיכל הדלק החיצוני לבין תכולתו : מימן נוזלי וחמצן נוזלי בטמפרטורות נמוכות ביותר.

כפי הנראה, הדבקה לא מושלמת של קצף הבידוד למיכל הדלק הותירה בועות אויר בין דופן המיכל לשכבת הבידוד. שינויי הלחצים, כמו גם העומסים המופעלים במהלך השיגור, הביאו ל"נשירת" פיסה מהבידוד. אירועים דומים של התפוררות פיסות-קצף ממיכל הדלק החיצוני תועדו לפחות בשישה מקרים שונים במהלך שיגורים קודמים של מעבורות החלל אך מעולם לא גרמו לנזק חמור למעבורת.

פיסת הבידוד שהתנתקה בשיגור ה-STS-107 הייתה בגודל של כחצי מטר – גדולה מכל פיסה שהשתחררה בשיגורים קודמים – והתנתקה מהאיזור בו מתחבר חרטום המעבורת אל מיכל הדלק החיצוני באמצעות שתי תמוכות.



בזמן בו התנתקה פיסת הבידוד הייתה המעבורת בגובה של כ-22 קילומטרים ובמהירות של כ-2,500 קמ"ש. המסה הנמוכה של פיסת הקצף יחסית למימדיה גרמה לה להאט בפתאומיות ולהיסחף שמאלה ע"י זרימת האויר המהירה שסביב המעבורת. המעבורת עצמה פגעה בפיסת הקצף במהירות יחסית של כ-800 קמ"ש כאשר נקודת הפגיעה הייתה קריטית: באיזור הקדמי של שורש הכנף השמאלית של המעבורת.

פיסת הקצף התפוררה עם ההתנגשות והמעבורת המשיכה בנסיקתה ונכנסה , כמתוכנן, למסלול הקפה סביב כדור הארץ.

יום לאחר השיגור, במהלך בחינת הנתונים שהתקבלו ממצלמות המעקב, זוהתה הפגיעה.

הערכה לא מדוייקת

מודל של מעבורת החלל ועליו מסומנים האריחים שנפגעו.

הנתונים שעמדו לרשות צוותי הבקרה שעה שניסו להעריך את חומרת הפגיעה היו דלים למדי. אופי הפגיעה וחומרתה תלויים מאד במהירות הפגיעה, המסה והצורה של פיסת הקצף שהתנתקה וכן המיקום והזוית המדוייקים של הפגיעה. נתונים אלה לא היו זמינים במהלך הימים שלפני החזרה הצפויה של המעבורת לאטמוספירה ב-1 לפברואר, עם סיום משימותיה המדעיות.

מודל של כנף המעבורת ששימש לבדיקת התאונה. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
מודל של כנף המעבורת ששימש לבדיקת התאונה לאחר הניסוי של התנגשות קצף בידוד בכנף. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
מודל של כנף המעבורת ששימש לבדיקת התאונה לאחר הניסוי של התנגשות קצף בידוד בכנף. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
צילום של כנף המעבורת מחלון המעבורת. לא ניתן להבחין באריחים שנפגעו. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

ההערכה הכללית במהלך השבועיים הבאים של המשימה הייתה שהנזק שנגרם במהלך שיגור המעבורת אינו קריטי ואינו מהווה סכנה בטיחותית להמשך הטיסה.

בדיעבד מסתבר שפגיעת קצף הבידוד הייתה חמורה מכל מה שהוערך תחילה.

איזור הפגיעה מהווה את אחד המוקדים בהם עומס החום הוא הקיצוני ביותר במהלך חזרת המעבורת לאטמוספירה. באיזור זה של כנף המעבורת מותקנים אריחים העשויים מתרכובות של פחמן (אריחים המכונים "אריחי RCC-Reinforced Carbon-Carbon). אריחים אלה מגיעים במהלך הכניסה לאטמוספירה לטמפרטורות של כ-1,600 מעלות צלזיוס. מטרת האריחים היא לבודד בין הגזים הלוהטים האופפים את המעבורת במהלך הכניסה לאטמוספירה לבין מבנה האלומיניום של גוף המעבורת.

פיסת קצף הבידוד פגעה באופן חמור באריח ה-RCC מספר 8 בכנף השמאלית של המעבורת. הפגיעה יצרה חור ברוחב של כ-40 ס"מ בחלקו התחתון של אריח 8-שמאל וכן יצרה סדקים באטם הסוגר את הרווח בין אריחים 8 ו-9 וכן באריח 9.

וועדת החקירה שבחנה את נסיבות התאונה יזמה שורת ניסויים כדי לבחון את עמידות האריחים שנפגעו במקרה של פגיעת קצף בידוד. המטרה הייתה להוכיח שנזק חמור אכן עלול להיגרם כתוצאה מאירוע כזה.

לביצוע הניסויים נעשה שימוש בחלק של כנף מעבורת המקביל לזה שנפגע בטיסתה האחרונה של הקולומביה. כדי לשחזר באופן מדוייק ככל האפשר את מצבם של האריחים שהיו מותקנים בקולומביה נעשה שימוש באריחים מקבילים שפורקו מכנף מעבורת החלל דיסקברי לאחר שעברו כ-28 טיסות.

האריחים הותקנו על מבנה בדיקה שכלל מערך חיישנים מורכב. ה"כנף" שימשה כמטרה לתותח גז שירה "קליעים" של קצף בידוד – חומר זהה לזה ששימש במיכל הדלק של הקולומביה – במהירויות גבוהות ובזויות שונות כנגד ה"כנף". מצלמות מהירות בשילוב נתונים שהתקבלו מהחיישנים השונים שב"כנף" סיפקו תמונת-מצב מפורטת על עמידות כנף הקולומביה כנגד פגיעת קצף במתווה שכנראה התרחש במהלך השיגור ב-16 לינואר 2003.

כאמור, ההערכות בדבר הנזק במהלך הימים שבין האבחון הראשון של פגיעת הקצף בכנף לבין מועד הנחיתה המתוכנן התבססו על מודלים בלבד ולא על תצפיות מדוייקות. למהנדסי נאס"א, כמו גם לצוות המעבורת, לא הייתה אפשרות לצפות באופן ישיר באיזור שנפגע ולאמוד את חומרת הנזק.

במספר הזדמנויות ביקשו צוותי בדיקה שונים לדאוג לקבלת תצלומים של המעבורת באמצעות לווין ריגול כדי לקבל מידע נוסף על הנזק שנגרם לאריחים. ההערכות החמורות ביותר בנוגע לאפשרות לנזק דיברו על "נזק מקומי" לכנף המעבורת. נזק אשר יחייב תיקון לאחר הנחיתה אך אינו מהווה סיכון בטיחותי למעבורת וצוותה.

כשלים באופן ההתקשרות של צוותי בדיקה שונים זה עם זה וכן בהתקשרותם עם הנהלת תכנית המעבורות גרמו לכך שבקשות כאלה מעולם לא יצאו ליעדן (מחלקת ההגנה האחראית על הפעלת לוויני ריגול אמריקניים). צוותי הבדיקה נאלצו להתבסס על מודל מתמטי המשמש לחישוב והערכה של נזקי התנגשות עם "פסולת-חלל" וכן עם מיקרו-מטאורואידים (ראו גם: מטאורים) בעלי מסה ומימדים קטנים מאד. מודל זה מלכתחילה לא יועד להערכת נזק שייגרם כתוצאה מפגיעת פיסה גדולה של חומר-בידוד במהלך השיגור.

ביום השני לטיסת STS-107 זיהה מכ"ם של חיל האויר האמריקני עצם כלשהו אשר התנתק מהמעבורת (בעודה במסלול) והתרחק ממנה באיטיות. העצם המשיך להופיע על מסך המכ"ם במשך יומיים עד שנעלם וכנראה נשרף באטמוספירה. תצפית זו לא הייתה ידועה לצוות הבקרה של טיסת הקולומביה ודבר קיומה נודע רק בבדיקה מאוחרת יותר של הנתונים במהלך חקירת התאונה. ההשערה היא שהעצם שהתרחק מהמעבורת היה רסיס של אריח 8 אשר נפגע במהלך השיגור וכנראה הוטח אל תוך מבנה הכנף של המעבורת. אותו רסיס כנראה ריחף אל מחוץ לכנף ביום השני לטיסה ואז התגלה ע"י המכ"ם.

המשך משימת המעבורת התבצע ללא אירועים מיוחדים.

היום האחרון לטיסה

ב-1 לפברואר, מעט אחרי השעה 15:15 הפעיל טייס המעבורת וויליאם מק'קול את מנועי התמרון של המעבורת על מנת להאט את תנועתה ולהתחיל בהנמכה אל תוך האטמוספירה. הפעלת המנועים בוצעה עת הייתה המעבורת מעל האוקיינוס ההודי ונעה ,כאמור, מזרחה לקראת הנחיתה בפלורידה.

כמחצית השעה מאוחר יותר, בשעה 15:44:09 , הנמיכה המעבורת לגובה של 400,000 רגל (כ-130 ק"מ). זמן זה מוגדר כתחילת "ממשק כניסה" (Entry-Interface) שכן בערך בשלב זה מתחילה המעבורת להיות מושפעת משכבות האטמוספירה העליונות. בשלב זה מתחיל האויר שסביב המעבורת להתחמם ולהאיר כתוצאה מינון האוויר (תופעה הדומה למתרחש במנורת נאון). טמפרטורת האוויר עולה, במספר נקודות קריטיות, לכ-1,600 מעלות. נקודות אלה כוללות את חרטום המעבורת ואת שפות ההתקפה של כנפי המעבורת – כולל איזור אריחים 8 ו-9 אשר ניזוקו בשיגור.

בשעה 15:49:32 החלה המעבורת בביצוע גלגול ימינה. תמרון זה הוא חלק משורת גלגולים מתוכננים מראש שמבצעת המעבורת כדי לאבד מהירות נוספת תוך שמירה על קצב הנמכה אחיד אשר מונע התחממות-יתר שלה.

ב-15:50:53 חלפה המעבורת אל מתחת לגובה של 243,000 רגל ונכנסה לפרק זמן בן כ-10 דקות בהן הכוחות המופעלים על המעבורת הם החזקים ביותר במהלך ההנמכה.

ב-15:53:56 חלפה המעבורת מעל קו החוף של מדינת קליפורניה.

הפלזמה הלוהטת האופפת את המעבורת מבודדת ברובה מגוף האלומיניום של המעבורת באמצעות אריחי הבידוד העוטפים אותו. ואולם דרך החור שבאריח מספר 8-שמאל מצליח זרם לוהט של גז לחדור ולהגיע אל תוך מבנה הכנף השמאלית של המעבורת.

החל משעה 15:52:17 מתקבלים במרכז הבקרה של המשימה ביוסטון, טקסס, נתוני טלמטריה מהמעבורת המצביעים על קריאות חריגות של מדדים שונים באיזור הכנף השמאלית של המעבורת.

הקריאה הראשונה שאובחנה היא "נפילה" של חיישן טמפרטורה המותקן בדופן בית כן-הנסע השמאלי של המעבורת (קרוב לחיבור בין כנף המעבורת לגוף המעבורת).

מודל של כנף המעבורת ועליו מסומנים החיישנים השונים. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

בתמונה הבאה ניתן לראות בדגם את שלדת הכנף ואת מיקום בית-כן הנסע השמאלי.


42 שניות לאחר מכן מתקבל חיווי "נפילה" נוסף, הפעם של חיישן באיזור המאזנת בכנף שמאל (מאזנת – משטח היגוי אוירודינמי המשמש לניהוג המעבורת בזמן הגלישה באטמוספירה לקראת הנחיתה).

במהלך הדקות הבאות מתקבלים נתונים דומים ממספר חיישנים נוספים. במרכז הבקרה מנסים מהנדסי הפרוייקט להעריך את הסיבות לקריאות החריגות והבלתי מוסברות. בדיעבד יסתבר שזרם הפלזמה הלוהט שאיכל את דרכו בתוך כנף המעבורת פגע בחיווט החיישנים שבכנף וניתק אותם.

בין שרידי המעבורת שנמצאו התגלתה גם מערכת רישום נתונים המכונה Modular Auxiliary DataSystem Recorder. מערכת זו מקליטה נתונים ממספר גדול של חיישנים המותקנים במעבורת לצורך ניתוח מאוחר יותר. מרבית הנתונים האלה אינם משודרים בזמן-אמת כחלק משידורי הטלמטריה של המעבורת ולכן איתור המערכת והפקת המידע שאוחסן בה היו חיוניים להבנת ההתרחשויות האחרונות בטיסת הקולומביה האחרונה.

התפרקות כנף הקולומביה ותחילת שריפתה באטמוספה של כדור הארץ.
התפרקות מוחלטת של הקולומביה ושריפתה באטמוספרה.

ע"פ הנתונים שהתקבלו במערכת זו זיהה מחשב בקרת הטיסה של המעבורת גרר אוירודינמי גבוה מהרגיל שהסיט את המעבורת ממסלול הגלישה המתוכנן שלה. הגרר העודף נוצר בעקבות הפגיעה ההולכת ומחמירה במבנה האוירודינמי של הכנף השמאלית. מחשב בקרת הטיסה הפעיל באופן אוטומטי את דשי הניהוג של המעבורת כדי לשמור על כיוון הגלישה המתוכנן מראש.

בינתיים, החלו עדי ראייה שצפו במעבורת הנכנסת לאטמוספירה להבחין בנקודות אור המתרחקות מהמעבורת. נקודות אלה נוצרו ע"י רסיסים שהתפרקו מכנף המעבורת.

בשעה 15:59:15 דיווח איש הקשר של מרכז הבקרה ביוסטון לצוות שעל סיפון המעבורת בדבר הקריאות החריגות של החיישנים שהתקבלו במרכז הבקרה. התגובה שהתקבלה 17 שניות מאוחר יותר הייתה של מפקד המשימה ריק האסבנד “Roger…” ונקטעה. היה זה השדר הקולי האחרון שהתקבל מהמעבורת קולומביה.

בערך באותו הזמן (ע"פ הנתונים ממערכת הקלטת הנתונים שעל המעבורת) איבחן המחשב עומס חריג שהשפיע באופן גס על כיוון הגלישה של המעבורת. תיקון שהזין המחשב אל דשי ההיגוי של המעבורת לא הצליח לשמור על כיוון הגלישה וכתוצאה מכך הפעיל מחשב בקרת הטיסה גם את רקטות הניהוג של המעבורת בנסיון נואש לייצב אותה במסלולה. שניות לאחר מכן הופעלה נורית האזהרה הראשית בתא-הצוות של המעבורת. הסיבה הישירה להפעלת האזעקה לא נודעה מעולם אך כפי הנראה מחשב בקרת הטיסה לא הצליח עוד לשמור על כיוון הגלישה התקין של המעבורת.

סרטים שצולמו הן ע"י חובבים, כמו גם סרט שהתקבל ממצלמת-תותח במסוק אפאצ'י אמריקני שהיה בטיסת אימונים הראו את המעבורת מתפרקת 18 שניות לאחר השעה 4 אחר הצהריים, שעון ישראל.

בשלב בו הושמדה המעבורת עדיין לא היו בידי מרכז הבקרה ביוסטון העדויות על התפרקות המעבורת. במרכז עסקו בנסיונות חוזרים ונשנים לחדש את הקשר עם המעבורת וכן לאתרה מחדש באמצעות המכ"ם לאחר שנעלמה ממסך המעקב. בו-זמנית המשיכו ההערכות אודות מהות הקריאות שהתקבלו ע"י החיישנים במעבורת בדקות האחרונות בטרם נותק עימה הקשר.

רק בסביבות השעה 16:16 – השעה בה הייתה המעבורת מתוכננת לנחות בפלורידה – הופעלה במרכז הבקרה ביוסטון תכנית חירום לאחר שהובן כי המעבורת אבדה.

תכנית החירום המוכנה-מראש כוללת את סגירת מרכז הבקרה לצורך אחסון מאובטח של כל הנתונים הקיימים בו כדי לאפשר חקירה מעמיקה של נסיבות התאונה. בו-זמנית התקבלו במרכז, בתחילה בטלפונים סלולריים, שיחות המספרות על שידורי טלויזיה המציגים את מה שנראה כהתפרקות המעבורת וכשרידים מפוייחים שהתגלו ברחבי מספר מדינות בארה"ב.

בתוך זמן קצר הוחל במבצע נרחב ביותר לאיסוף שרידי הקולומביה. נשיא ארה"ב ג'ורג' בוש הכריז על מדינת טקסס – אשר בתחומה נפלו רוב שרידי המעבורת- כעל איזור אסון לאומי.

במקביל לחיפושים אחר שרידים על מנת לסייע בחקירה דאגה נאס"א להזהיר את הציבור הרחב להימנע ממגע עם שרידי מעבורת. מעבורת-החלל נושאת על סיפונה חומרים רעילים ביותר כגון דלקים היפרגוליים, נוזלי קירור וכן חומרי נפץ המשמשים מתקנים פירוטכניים שונים. חלקים כאלה עשויים היו לשרוד את התפרקות המעבורת, להגיע לקרקע ולנחות באזורים מיושבים ולכן היה צורך בנטרולם ע"י אנשי מקצוע מיומנים. במקביל הופעלו רשויות חירום שונות כדי להיערך לאפשרות של זיהום מקורות מזון, מים או אויר ע"י חומרים מסוכנים מהמעבורת.

במבצע החיפוש הנרחב השתתפו יותר מ-25,000 איש – רובם מתנדבים - סרקו אחר שרידים רגלית. בחיפושים השתתפו גם 37 מסוקים וכן 7 מטוסים.

בסיום המבצע אותרו כ-84,000 שרידים של המעבורת אשר היוו כ-38% ממסת המעבורת.

ועדת החקירה שבחנה את נסיבות האסון , CAIB – Columbia Accident Investigation Board , העלתה שורה של ממצאים חמורים של התנהלות לקוייה של סוכנות החלל האמריקנית בכלל, ושל תכנית מעבורות החלל במהלך 16 ימי הטיסה האחרונה בפרט. הוועדה מנתה לא פחות משמונה הזדמנויות שונות לקבלת מידע מועיל בדבר הנזק שנגרם לכנף המעבורת – שמונה הזדמנויות אשר הוחמצו בגלל תקשורת לקוייה בין צוותי הבדיקה השונים וצוותי ההנהלה של תכנית המעבורת. הודעות אשר הועברו בין הצוותים השונים – ואשר בדיעבד התבררו כקריטיות – הועברו באופן לא רשמי ובכך מנעו אפשרות הערכה יסודית וחיונית לצורך תהליך מועיל של קבלת החלטות בנוגע לטיפול בבעיה.

האם ניתן היה להציל את צוות המעבורת?

במהלך שישה-עשר ימי המשימה לא התקבל כל מידע מוצק בנוגע לנזק מסוכן למערכת הגנת-החום של המעבורת. באם היה מידע שכזה, האם ניתן היה לעשות משהו?

ועדת החקירה העלתה כי במידה ואכן היה מידע כזה ניתן היה להצביע על שתי דרכי פעולה אפשריות.

1) תיקון הנזק ע"י האסטרונאוטים.

דרך פעולה זו דיברה על ביצוע פעילות חוץ-רכבית (EVA-Extra Vehicular Activity) לבדיקת מדוייקת של אופי הנזק למגן-החום ולאחר מכן להתקנת טלאי מאולתר כדי לסתום את החור שנוצר. אותו טלאי עשוי היה להיות מורכב מחלקי מתכת שונים הנמצאים בתא הצוות של המעבורת ואשר יוצמדו למקומם באמצעות תיקים ומארזים ממולאים מים אשר יקפאו בטמפרטורה הנמוכה שבחלל ויהפכו למוצקים דיים כדי להגן על מבנה הכנף הפגועה.

הטלאי לא היה צפוי להחזיק מעמד בצורה אידיאלית אבל עשוי היה – אולי – לאפשר למעבורת להיכנס לאטמוספירה תוך שימוש בפרופיל-כניסה שיקטין את העומס מהכנף השמאלית הפגועה שלה. בצורה זו ייתכן והמעבורת הייתה מצליחה להאט ולהגיע לגובה נמוך שיאפשר את נטישת צוותה באמצעות מערכת המילוט ולצנוח בשלום לקרקע.

ואולם , גורמים רבים עלולים לפגוע בהצלחת דרל פעולה זו. מימדי החור, מיקומו המדוייק וכן האפשרות שאותו טלאי לא יחזיק, אחרי הכל, מעמד – כל אלה הפכו את אפשרות התיקון לבעלת מקדם סיכון גבוה מאד ובעל סיכויי הצלחה נמוכים יחסית.

2) שיגור מעבורת חילוץ.

דרך הפעולה המועדפת הייתה עשוייה להיות שימוש במעבורת החלל אטלנטיס לצורך חילוץ צוותה של הקולומביה.

על סיפון הקולומביה היו שבעת אנשי הצוות עשויים לשרוד למשך חודש תמים (כלומר, שבועיים נוספים לאחר ה-1 בפברואר). מעבר לזמן זה היה החמצן במעבורת אוזל וגם הליתיום-הידרוקסיד. חומר זה משמש לפינוי דו-תחמוצת-הפחמן (הגז הנפלט עם נשימת אנשי הצוות) מתא-הצוות של המעבורת.

צילום לש המראת מעבורת החלל קולומביה בעת משימתה האחרונה. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

מעבורת החלל אטלנטיס יועדה לשיגור בתחילת מרץ והייתה בשלבי הכנה מתקדמים. עם הכרזתו של מצב-חירום ניתן היה להשלים את הכנותיה לשיגור ביום ה-10 לפברואר –חמישה ימים לפני הזמן שנותר לצוות הקולומביה.

האטלנטיס הייתה ממריאה כשעליה ארבעה אנשי-צוות : מפקד, טייס ושני אסטרונאוטים בעלי הכשרה לפעילות חוץ-רכבית. האטלנטיס הייתה חוברת לקולומביה ומתקרבת למרחק מטרים מעטים ממנה כאשר שני האסטרונאוטים ה"מחלצים" היו מעבירים את אנשי צוות הקולומביה אל האטלנטיס.

לפני נטישת הקולומביה היו אנשי צוותה מפעילים רצף פעולות אוטומטי שיביא להחזרת המעבורת לשריפה באטמוספירה מעל האוקיינוס השקט או, לחליפין, להעלותה למסלול גבוה יותר שם תמתין לטיסת תיקון עתידית.

תסריט זה בעייתי גם הוא. הכנת האטלנטיס הייתה מחייבת סבב הכנה-לשיגור מהיר מאד ונקי מתקלות ועיכובים כלשהם הן למעבורת והן לכן-השיגור. בל נשכח גם שמעבורות החלל דומות מאד זו לזו. הכשל אשר גרם לנזק ההתחלתי בקולומביה עלול היה לחזור על עצמו גם במהלך שיגור האטלנטיס.

חלק מהמלצות ועדת החקירה לתאונה דנות בהוספת האפשרות לתיקון-במסלול של מעבורת חלל אשר ספגה פגיעה במגן החום שלה. יכולת תיקון כזו עשויה להתקיים ע"י חבירה לתחנת החלל הבינלאומית (פעולה שהקולומביה לא הייתה יכולה לבצע בגלל הבדלי המסלולים שלה ושל התחנה והיעדר הדלק המספיק לביצוע שינוי מסלול דרסטי כזה) או ע"י ערכות שיימצאו על סיפון כל מעבורת ויאפשרו לצוותה לבחון ולתקן נזקים כאלה ללא חבירה אל תחנת החלל או במקרה בו המעבורת אינה יכולה לחבור אל תחנת החלל כתוצאה מתקלה כלשהי או אם הנזק התגלה רק לאחר שהמעבורת כבר עזבה את התחנה.

נכון להיום, מעבורת החלל הינה האמצעי היחיד המאפשר שיגור של מטענים כבדים יחד עם אנשי צוות למסלול הקפה סביב כדור הארץ. אין ספק שאובדן הקולומביה , ומסקנות והמלצות ועדת החקירה שהוקמה בעקבות זאת יזרזו את המהלכים למעבר לאמצעי שיגור אחרים.

יש לזכור שבתקופתנו הנוכחית פיתוח של אמצעי תחבורה חללי חדש הוא מטלה יקרה ביותר אשר קשה יהיה להוציאה לפועל בעתיד הקרוב. הימים אינם עוד ימי המלחמה הקרה וימי המירוץ לחלל בהם קל היה לסוכנויות החלל להשיג תקציבים לפיתוח פרוייקטים בקנה מידה כמו זה של מעבורת החלל.

ראו גם


הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית


מחברים


אסף ברוולד