Apollo 13, We Have a Solution

Saturn V Apollo 13
To The Moon: Apollo 13’s Saturn V w Kennedy Space Center na Florydzie przed startem 11 kwietnia 1970 roku.

Editors Note: ten artykuł został pierwotnie opublikowany 13 kwietnia 2005 roku. Został ponownie opublikowany 11 kwietnia 2018 r. z niewielkimi poprawkami.

„Houston, mamy problem.”

Trzydzieści pięć lat temu dzisiaj te słowa oznaczały początek kryzysu, który prawie zabił trzech astronautów w przestrzeni kosmicznej. W ciągu czterech dni, które nastąpiły później, świat był pod wrażeniem załogi Apollo 13 – Jima Lovella, Freda Haise’a i Jacka Swigerta – walczących z zimnem, zmęczeniem i niepewnością, aby sprowadzić swój okaleczony statek kosmiczny do domu.

Ale załoga miała na swoich ramionach anioła – a właściwie tysiące aniołów – w postaci kontrolerów lotu z kontroli misji NASA i inżynierów wspomagających rozproszonych po całych Stanach Zjednoczonych.

Dla postronnego obserwatora wyglądało to tak, jakby strumień cudów inżynieryjnych był wyciągany z kapelusza jakiegoś magika, gdy kontrola misji identyfikowała, diagnozowała i pracowała wokół zagrażającego życiu problemu za zagrażającym życiu problemem na długiej drodze powrotnej na Ziemię.

Od nawigacji poważnie uszkodzonego statku kosmicznego do zbliżającego się zatrucia dwutlenkiem węgla, zespół naziemny NASA pracował przez całą dobę, aby dać astronautom Apollo 13 szansę walki. Ale to, co działo się za drzwiami Manned Spacecraft Center w Houston – obecnie Lyndon B. Johnson Space Center – nie było sztuczką, ani nawet przypadkiem inżynierów na niesamowitej szczęśliwej passie. Była to manifestacja lat treningu, pracy zespołowej, dyscypliny i dalekowzroczności, która do dziś służy jako doskonały przykład tego, jak dobrze wykonywać przedsięwzięcia wysokiego ryzyka.

Wiele osób zna Apollo 13 dzięki filmowi Rona Howarda z 1995 roku o tym samym tytule. Jednak, jak sam Howard szybko zaznaczył, kiedy film został wydany, jest on dramatyzacją, a nie dokumentem, i wiele elementów, które odróżniają Hollywood od prawdziwego życia, zostało pominiętych lub zmienionych. Z okazji 35. rocznicy Apollo 13, IEEE Spectrum rozmawiało z niektórymi kluczowymi postaciami z kontroli misji, aby poznać prawdziwą historię o tym, jak uratowali tamten dzień.

Po pierwsze, małe odświeżenie na temat sprzętu księżycowego: potężny, 85-metrowy, trzystopniowy booster Saturn V wystrzeliwał każdą misję z Przylądka Canaveral na Florydzie. Na szczycie Saturn V jechał stos Apollo, który składał się z dwóch statków kosmicznych: trzyosobowego statku-matki, który miał polecieć na Księżyc i z powrotem, zwanego modułem dowodzenia i obsługi, lub CSM; oraz dwuosobowego lądownika, zwanego modułem księżycowym, lub LM, który miał podróżować pomiędzy CSM a powierzchnią Księżyca.

Diagram przedstawiający 3 stopnie rakiety Saturn V
Fot: NASA
Booster Basics: Rakieta Saturn V składała się z trzech stopni. Jej zadaniem było wysłać statki kosmiczne Apollo – moduł dowodzenia i moduł serwisowy oraz moduł księżycowy – na Księżyc. Tylko moduł dowodzenia mógł bezpiecznie wrócić na Ziemię.

Te dwa statki kosmiczne również składały się z dwóch części. CSM dzielił się na cylindryczny moduł serwisowy (SM) i stożkowy moduł dowodzenia (CM). Moduł serwisowy mieścił główny silnik i dostarczał tlen, elektryczność i wodę potrzebne załodze do długiej podróży – podróż w obie strony między Ziemią a Księżycem trwała około sześciu dni. Załoga mieszkała w ciasnym module dowodzenia, w którym znajdował się komputer pokładowy i sprzęt nawigacyjny. Moduł dowodzenia był jedyną częścią stosu Apollo, która została zaprojektowana tak, aby bezpiecznie powrócić na Ziemię. Miał runąć w atmosferę, a tępy koniec jego stożka miał wytrzymać ogromne ciepło wytwarzane podczas opadania, a następnie rozłożyć spadochrony i rozprysnąć się w oceanie.

Moduł księżycowy składał się z etapu wznoszenia i etapu opadania. Etap wstępujący mieścił astronautów. The descent stage miewać potężny silnik używać the księżycowy moduł na the księżyc. Po zakończeniu ekspedycji na powierzchnię, stopień opadający służył jako platforma startowa dla stopnia wznoszącego, który miał wystrzelić i połączyć się z modułem dowodzenia i modułem serwisowym na orbicie księżycowej.

Przez większość drogi na Księżyc moduł dowodzenia i moduł serwisowy oraz moduł księżycowy – nazwane odpowiednio Odyseją i Wodnikiem w misji Apollo 13 – były zadokowane nos w nos. Ale astronauci generalnie pozostali w module dowodzenia, ponieważ moduł księżycowy został wyłączony, aby zachować moc.

Większość tej mocy pochodziła z grupy trzech ogniw paliwowych w module serwisowym. Ogniwa paliwowe były zasilane wodorem i tlenem z dwóch par zbiorników kriogenicznych, łącząc je w celu wytworzenia energii elektrycznej i wody.

mapa modułu
Mapa modułu: Wycinkowy schemat modułu serwisowego. Ogniwa paliwowe, zaznaczone na zielono, dostarczały wodę i energię elektryczną poprzez połączenie tlenu i wodoru przechowywanych w zbiornikach kriogenicznych, zaznaczonych odpowiednio na czerwono i niebiesko. Zbiornik tlenu nr 2, jasnoczerwony, eksplodował podczas misji Apollo 13, prawie zabijając załogę.

Na pokładzie modułu dowodzenia znajdowało się kilka baterii, ale były one przeznaczone do użycia tylko przez kilka godzin podczas ponownego wejścia, po tym jak moduł serwisowy został wyrzucony blisko Ziemi.

To właśnie jeden ze zbiorników kriogenicznych okazał się piętą achillesową Odysei. 13 kwietnia 1970 roku, około godziny 21:00 czasu Houston, prawie 56 godzin po rozpoczęciu lotu Apollo 13, kontrola misji poprosiła załogę o włączenie wentylatorów we wszystkich zbiornikach kriogenicznych, aby wymieszać ich zawartość w celu uzyskania dokładnych odczytów ilościowych. Z powodu serii przedstartowych wpadek, włączenie wentylatora spowodowało spięcie pomiędzy odsłoniętymi przewodami w zbiorniku tlenu nr 2.

Odyseja umierała, ale nikt jeszcze o tym nie wiedział.

Zdjęcie z kontroli misji.
Calm Before The Storm: Kontrola misji na kilka minut przed eksplozją, która sparaliżuje statek kosmiczny Apollo 13. Na pierwszym planie widać plecy dyrektora lotu Gene’a Kranza, podczas gdy astronauta Fred Haise pojawia się na ekranie ściennym podczas transmisji telewizyjnej.

Nawet załoga nie zdawała sobie sprawy z powagi sytuacji. W filmie Rona Howarda eksplozji drugiego zbiornika z tlenem towarzyszy cała seria huków i skrzypień, podczas gdy astronauci są podrzucani dookoła jak piłeczki pingpongowe. Ale w prawdziwym życiu „był to tępy, ale zdecydowany huk – niezbyt duża wibracja… po prostu hałas” – powiedział po wszystkim dowódca Apollo 13, Lovell. Następnie światła ostrzegawcze i alarmowe Odysei zaświeciły się jak choinka.

Na ziemi kontrola misji była początkowo niewzruszona. Podczas mieszania zbiorników kriogenicznych Sy Liebergot, kontroler lotu odpowiedzialny za ogniwa paliwowe i zbiorniki, skupił swoją uwagę na pierwszym zbiorniku z tlenem. Liebergot był EECOM-em, nazwą stanowiska pochodzącą jeszcze z czasów programu Mercury we wczesnych latach sześćdziesiątych. Początkowo oznaczała ona, że osoba ta była odpowiedzialna za wszystkie systemy elektryczne, środowiskowe i komunikacyjne na pokładzie CSM. Niedawno obowiązki związane z komunikacją zostały rozdzielone pomiędzy EECOM, ale nazwa pozostała.

Niefortunnym zbiegiem okoliczności czujnik ilości tlenu w zbiorniku drugim zawiódł wcześniej, ale oba zbiorniki były ze sobą połączone, więc Liebergot obserwował ilość tlenu podawaną przez zbiornik pierwszy, aby zorientować się, co znajduje się w zbiorniku drugim.

Siedząc w kontroli misji przy swojej konsoli z mozaiką przycisków i czarno-białych wyświetlaczy komputerowych, Liebergot nie był osamotniony w opiece nad systemami elektronicznymi i podtrzymywania życia Odysei. Pozostawał w kontakcie głosowym z trzema innymi kontrolerami znajdującymi się w pokoju wsparcia personelu po drugiej stronie korytarza. Każdy kontroler lotu w kontroli misji był połączony za pomocą tak zwanych pętli głosowych – wcześniej ustalonych kanałów audio-konferencyjnych – z szeregiem pomocniczych specjalistów w tylnych pomieszczeniach, którzy pilnowali tego czy innego podsystemu i którzy siedzieli przy podobnych konsolach jak ci w kontroli misji.

Tego dnia skrzydłowymi Liebergota byli Dick Brown, specjalista od systemów zasilania, oraz George Bliss i Larry Sheaks, obaj specjaliści od systemów podtrzymywania życia. Gdy ciśnienie w zbiorniku tlenu nr 2 gwałtownie wzrosło, a następnie w ciągu kilku sekund gwałtownie spadło, ich oczy były skupione na odczytach innych zbiorników kriogenicznych i wszyscy nie zauważyli oznak, że zbiornik nr 2 właśnie eksplodował.

Nagle połączenie radiowe z załogą ożyło. „Houston, mamy tu problem” – zameldował pilot modułu dowodzenia Swigert, przeglądając przyrządy Odysei. „Houston, mamy problem”, powtórzył Lovell kilka sekund później, dodając, że napięcie jednego z dwóch głównych obwodów dystrybucji mocy, lub magistrali, które zasilały systemy statku kosmicznego, było zbyt niskie. Jednak kilka sekund później napięcie wróciło do normy, więc załoga zaczęła szukać tego, co wydawało się być największym problemem: wstrząs wywołany eksplozją spowodował zresetowanie komputera i zamknął kilka zaworów w systemie kontroli położenia, który utrzymywał Odyseję we właściwym kierunku.

W kontroli misji sprawy nie układały się w całość. Antena kierunkowa o dużym wzmocnieniu przestała nadawać, a Odyseja automatycznie powróciła do pracy z antenami dookólnymi o małym wzmocnieniu. Liebergot i jego zespół widzieli mnóstwo pokręconych danych, dziesiątki nietrafionych pomiarów. Ogniwa paliwowe numer jeden i trzy straciły ciśnienie i nie dostarczały już prądu, pozostawiając jedynie ogniwo paliwowe numer dwa, które mogło przejąć obciążenie; ciśnienie w zbiorniku tlenu numer dwa wynosiło zero; ciśnienie w zbiorniku tlenu numer jeden gwałtownie spadało; Odyseja całkowicie straciła jedną ze swoich elektrycznych szyn dystrybucyjnych wraz z całym zasilanym przez nią sprzętem. Załoga podłączyła jeden z akumulatorów pokładowych do pozostałej szyny, aby utrzymać systemy modułu dowodzenia w stanie gotowości do pracy.

Szkolenie Liebergota dało o sobie znać. Symulacja za symulacją nauczyły kontrolerów, aby nie podejmowali pochopnych decyzji na podstawie kilku sekund dziwnych danych – pomiary były dokonywane przez niedoskonałe czujniki i musiały przejść przez wiele przestrzeni, z wieloma możliwościami splątania, zanim pojawiły się na ekranie kontrolera. „Inżynierowie pracujący w tej branży są dobrze wyszkoleni, by myśleć najpierw w kategoriach oprzyrządowania” – wyjaśnia Arnold Aldrich, szef oddziału systemów modułu dowodzenia i serwisowego podczas misji Apollo 13. Był on w kontroli misji w czasie eksplozji i wspomina, że „nie było od razu jasne, jak jedna konkretna rzecz mogła spowodować, że tak wiele rzeczy zaczęło wyglądać osobliwie.”

Więc kiedy Gene Kranz, kierownik lotu odpowiedzialny za misję (w pętlach głosowych określany jako „Flight”), spytał Liebergota, co się dzieje na pokładzie Odysei, EECOM odpowiedział: „Mogliśmy mieć problem z oprzyrządowaniem, Flight.”

Trzydzieści pięć lat później Liebergot wciąż z żalem wspomina swoją początkową ocenę. „To było niedopowiedzenie załogowego programu kosmicznego. Nigdy nie udało mi się tego przeżyć” – mówi z uśmiechem.

Zaczyna się kryzys: Ten dźwięk pochodzi z taśm kontroli misji Sy Liebergot „pętli” interkomu EECOM, gdzie Liebergot mógł rozmawiać ze swoimi „chłopcami z zaplecza”. Dźwięk został wzmocniony, aby transmisje astronautów były łatwiejsze do usłyszenia. Zaczyna się od trzasku, który oznacza moment, w którym eksplozja zbiornika wyłączyła główną antenę wysokiego wzmocnienia Apollo 13. Po trzasku można usłyszeć, jak Liebergot zauważa odpadnięcie anteny, podczas gdy w tle dyrektor lotu Gene Kranz mówi o kilku rutynowych aktualizacjach. Następnie załoga informuje „Ok, Houston, mamy problem”, a problemy zaczynają się piętrzyć. Pod koniec pętli można usłyszeć, jak Liebergot dokonuje wstępnej oceny, za którą został potem bardzo zrugany: „

Dla Kranza odpowiedź ta brzmiała rozsądnie, jako że miał już kilka problemów elektrycznych z Odyseją na swojej zmianie, w tym jeden dotyczący anteny o dużym wzmocnieniu. „Myślałem, że mamy kolejną usterkę elektryczną i że szybko rozwiążemy problem i wrócimy na trasę. Ta faza trwała od 3 do 5 minut” – mówi Kranz. Potem „zdaliśmy sobie sprawę, że mamy tu jakiś problem, którego do końca nie rozumiemy i powinniśmy postępować cholernie ostrożnie.”

Słowo Kranza było prawem. „Dyrektor lotów ma prawdopodobnie najprostszy opis zadań w całej Ameryce” – powiedział Kranz w wywiadzie dla Spectrum. „To tylko jedno zdanie: 'Dyrektor lotu może podjąć wszelkie działania niezbędne dla bezpieczeństwa załogi i powodzenia misji'”. Jedynym sposobem dla NASA, aby unieważnić dyrektora lotu podczas misji było zwolnienie go na miejscu.

Reguła nadająca ostateczną władzę dyrektorowi lotu podczas misji była w księgach dzięki Chrisowi Kraftowi, który założył kontrolę misji jako pierwszy dyrektor lotu NASA i który był zastępcą dyrektora Manned Spacecraft Center podczas Apollo 13. Napisał on tę zasadę po incydencie w trakcie programu Mercury, kiedy to Kraft, jako dyrektor lotu, został zdekonspirowany przez kierownictwo. Tym razem, w miarę jak kryzys się rozwijał, nikt nie miał wątpliwości, kto tu rządzi. Podczas Apollo 13 inni dyrektorzy lotów pracowali na zmianę, ale to Kranz jako główny dyrektor lotów ponosił największą odpowiedzialność za powrót załogi do domu.

Kontrola misji i astronauci próbowali różnych konfiguracji ogniw paliwowych i szyn zasilających, by przywrócić Odyseję do zdrowia, ale pozostała nadzieja, że problem jest czymś, co można zlekceważyć, prysła, gdy Lovell powiedział przez radio: „Wygląda mi na to, patrząc przez właz, że wypuszczamy coś w przestrzeń”. W rzeczywistości był to ciekły tlen wylewający się z rannego modułu serwisowego.

Problemy piętrzyły się u drzwi Liebergota. Chociaż jego głos jest imponująco spokojny w nagraniach pętli głosowych z kontroli misji, Liebergot przyznaje, że był prawie przytłoczony, kiedy zdał sobie sprawę, że „to nie był problem z oprzyrządowaniem, ale jakiś potwór awarii systemu, którego nie mogłem rozwiązać… To był prawdopodobnie najbardziej stresujący czas w moim życiu. Był moment, w którym panika prawie mnie opanowała.”

Liebergot przypisuje zasługę niekończącym się symulacjom awaryjnym, które pomogły mu przetrwać ten moment – jak również dużym uchwytom, które otaczały każdą konsolę kontroli misji, mającym ułatwić serwisowanie i żartobliwie nazywanym przez kontrolerów „uchwytami bezpieczeństwa”. „Stłumiłem panikę, chwyciłem uchwyty bezpieczeństwa obiema rękami i trzymałem się ich. Postanowiłem się uspokoić i popracować nad problemem z moimi ludźmi z zaplecza. Nie mówię, że nie przeszła mi przez głowę myśl, żeby wstać i iść do domu” – wspomina.

Symulacje awaryjne nauczyły także kontrolerów „być bardzo ostrożnym w podejmowaniu decyzji, ponieważ jeśli przeskoczysz do końca, symulacje nauczyły cię, jak niszczące może to być. Można było zrobić złe rzeczy i nie być w stanie ich cofnąć” – wyjaśnia Kraft.

Podczas gdy kontrolerzy starali się namierzyć źródło wycieku, dyrektor lotu Kranz powtórzył tę myśl wszystkim kontrolerom. „Dobra, niech wszyscy zachowają zimną krew… Rozwiążmy problem, ale nie pogarszajmy go przez zgadywanie”, nadał przez pętle głosowe, praktycznie wypluwając słowo „zgadywanie”, i przypomniał im, że na wszelki wypadek mają nieuszkodzony moduł księżycowy dołączony do Odysei, który może być użyty do podtrzymania załogi.

Na razie Liebergot i jego zaplecze skoncentrowali się na sposobach złagodzenia problemów z zasilaniem modułu dowodzenia, dopóki nie ustalą, co jest nie tak, a załoga zaczęła wyłączać zbędny sprzęt, by tymczasowo zmniejszyć jego obciążenie. Celem było ustabilizowanie sytuacji w oczekiwaniu na rozwiązanie, które przywróciłoby Odyseję na właściwe tory.

Ale Liebergot, który zaczynał zdawać sobie sprawę z głębi problemu, nieszczęśliwie powiedział Kranzowi: „Lot, mam wrażenie, że straciliśmy dwa ogniwa paliwowe. Nie chciałbym tego tak ująć, ale nie wiem, dlaczego je straciliśmy.”

Liebergot zaczął podejrzewać, że odpowietrzenie, o którym donosił Lovell, pochodziło z systemu tlenu kriogenicznego, a pomysł ten nasilił się, gdy Bliss, jeden z pracujących na zapleczu Liebergota specjalistów od podtrzymywania życia, zapytał Liebergota z niepokojem: „Czy zamierzasz odizolować ten zbiornik wyrównawczy?”. Zbiornik surge był małym rezerwowym zbiornikiem tlenu, którym załoga oddychała podczas ponownego wejścia na orbitę, ale masywna nieszczelność w systemie kriogenicznym modułu serwisowego oznaczała, że pozostałe ogniwo paliwowe zaczynało czerpać z niewielkiego zapasu tlenu w zbiorniku surge, aby utrzymać zasilanie.

Czerpanie z ograniczonych rezerw modułu dowodzenia, takich jak moc akumulatora lub tlen, było zwykle rozsądną rzeczą do zrobienia w trudnych sytuacjach – zakładając, że problem był stosunkowo krótkotrwały, a rezerwy mogły być uzupełnione z modułu serwisowego później. Liebergot obawiał się jednak, że modułowi serwisowemu zaczyna brakować energii i tlenu na stałe. Gdy tylko potwierdził, że zbiornik wyrównawczy został uruchomiony, zmienił swoje priorytety, ze stabilizacji Odysei na zachowanie rezerw modułu dowodzenia na czas powrotu. To zaskoczyło Kranza.

„Odizolujmy zbiornik w module dowodzenia” – powiedział Liebergot do Kranza. „Dlaczego? Nie rozumiem tego, Sy” – odparł Kranz, zauważając, że odizolowanie tego zbiornika było czymś zupełnie przeciwnym do tego, co należało zrobić, aby utrzymać ostatnie ogniwo paliwowe w ruchu.

W efekcie prośba Liebergota była wotum nieufności wobec modułu serwisowego, a jeśli nie można było polegać na module serwisowym, misja miała poważne kłopoty. „Chcemy uratować zbiornik przeciwprzepięciowy, który jest nam potrzebny do wejścia na pokład” – poprosił Liebergot. Implikacja natychmiast zapadła w pamięć. „Dobrze, jestem z wami. Jestem z wami”, powiedział Kranz z rezygnacją i rozkazał załodze odizolować zbiornik wyrównawczy przez CAPCOM, czyli komunikator kapsuły, jedynej osoby w kontroli misji normalnie upoważnionej do bezpośredniej rozmowy z załogą.

Punkt zwrotny: Ten dźwięk z pętli dyrektora lotu Gene’a Kranza oznacza moment, w którym kontrola misji przestaje próbować przywrócić Apollo 13 na tor do lądowania na Księżycu i zaczyna pracować po prostu po to, by załoga wróciła do domu żywa. EECOM Sy Liebergot poprosił Kranza o odizolowanie małego, rezerwowego zbiornika z tlenem w module dowodzenia, który był następnie wykorzystywany do podtrzymania pracy słabych ogniw paliwowych w module serwisowym.

Przez kilka minut Liebergot i jego ludzie z zaplecza toczyli dobrą walkę, aby utrzymać pozostałe ogniwo paliwowe na linii, ale wyglądało to ponuro. Bez ogniwa paliwowego będzie musiał wyłączyć jeszcze więcej systemów modułu dowodzenia, aby utrzymać w ruchu najważniejszy z nich: system naprowadzania. System naprowadzania składał się głównie z komputera pokładowego i opartego na żyroskopie inercyjnego systemu pomiarowego, który śledził, w którą stronę skierowany jest statek kosmiczny. Bez niego załoga nie byłaby w stanie poruszać się w przestrzeni kosmicznej. Ale wyłączenie prawie wszystkiego innego w module dowodzenia sprawiło, że było to bardzo niegościnne miejsce.

„Lepiej pomyśl o wejściu do LM” – powiedział Kranzowi Liebergot. Minęło już około 45 minut od eksplozji, a zespół Liebergota oszacował, że przy obecnym tempie rozpadu zapasów tlenu, stracą ostatnie ogniwo paliwowe za mniej niż 2 godziny. „To koniec właśnie tam”, powiedział Liebergot.

Kranz wezwał Boba Heselmeyera na swoją pętlę. Heselmeyer siedział dwie konsole dalej od Liebergota, a jego stanowisko pracy to TELMU, czyli Telemetria, Środowisko, Elektronika i Jednostka Mobilności Pozawojskowej. TELMU było odpowiednikiem EECOM-u dla modułu księżycowego, z dodatkową odpowiedzialnością monitorowania skafandrów kosmicznych astronautów. Podobnie jak Liebergot, Heselmeyer miał zastępy ludzi z zaplecza – Boba Leglera, Billa Reevesa, Freda Frere’a i Hershela Perkinsa – i Kranz zamierzał przekazać im wszystkim zadanie. „Chcę, żebyś załatwił kilku facetów, którzy ustalą minimalną moc w LM, aby podtrzymać życie”, Kranz rozkazał Heselmeyerowi.

Nie brzmi to jak wysokie zlecenie – moduł księżycowy miał duże, naładowane akumulatory i pełne zbiorniki tlenu, zaprojektowane tak, by wytrzymać 33 godziny na powierzchni Księżyca podczas wycieczki Apollo 13 – więc powinna to być prosta sprawa – wskoczyć do Aquariusa, przełączyć kilka przełączników, by włączyć zasilanie i uruchomić system podtrzymywania życia, prawda?

Niestety statki kosmiczne tak nie działają. Mają skomplikowane, współzależne systemy, które muszą być włączone w odpowiedniej kolejności, zgodnie z długimi listami kontrolnymi. Jeśli przegapisz jeden krok, możesz spowodować nieodwracalne szkody.

To, co następuje, to mało znana historia, nawet dla wielu osób zaangażowanych w misję Apollo 13. Podczas gdy komplementowano ich za szybkie przejście modułu księżycowego w tryb szalupy ratunkowej, rozciągając jego zasoby, by utrzymać załogę przy życiu na czas podróży powrotnej na Ziemię, niewielu zdaje sobie sprawę, że kontrolerzy modułu księżycowego musieli najpierw pokonać jeszcze bardziej podstawowy problem: jak sprawić, by moduł księżycowy w ogóle się włączył. Przez ostatnie 35 lat niesamowite wysiłki kontrolerów lotu modułu księżycowego były nieco pomijane, jak na ironię, ponieważ Aquarius spisywał się tak dobrze. Zrobił wszystko, o co go poproszono, niezależnie od tego, czy został do tego zaprojektowany, czy nie. Uwaga skupiła się więc na tytanicznej walce o okaleczoną Odyseję. Ale bez poświęcenia, dalekowzroczności i lat pracy kontrolerów modułu księżycowego Lovell, Haise i Swigert nie mieliby szans.

Podstawowy problem stanął na drodze do uruchomienia modułu księżycowego. Nazwijmy to problemem kroku zerowego. Nie mogli nawet włączyć pierwszego elementu wyposażenia z listy kontrolnej łodzi ratunkowej z powodu sposobu, w jaki Aquarius został zaprojektowany do obsługi wybrzeża między Ziemią a Księżycem.

Pamiętajcie, że przez większość tego wybrzeża moduł księżycowy i moduł dowodzenia i obsługi były zadokowane, połączone wąskim tunelem transferowym, przy czym prawie wszystko na module księżycowym było wyłączone, aby oszczędzać energię. Wiele krytycznych systemów w module księżycowym było chronionych przed zamarznięciem przez termostatycznie sterowane grzałki. Podczas wybrzeża grzałki te były zasilane dwoma przewodami z modułu dowodzenia, który z kolei pobierał energię z modułu serwisowego.

Wewnątrz Odysei przewody te były podłączone do przełącznika dystrybucji mocy, który przełączał moduł księżycowy pomiędzy pobieraniem energii z Odysei a pobieraniem jej z własnych akumulatorów, których większość znajdowała się w stopniu zejściowym. I tu pojawiła się trudność. Sam przełącznik wymagał do działania energii elektrycznej, której Odyseja nie mogła już dostarczać. I tak Aquarius nie mógł zostać włączony.

diagram procedury aktywacji modułu księżycowego
Photo-Illustration: NASA/Stephen Cass
Checklist Conundrum: Procedura aktywacji modułu księżycowego zakładała, że przed wciśnięciem pojedynczego przełącznika, z modułu dowodzenia do modułu księżycowego popłynie zasilanie za pomocą pępowiny. Gdy moduł dowodzenia był pozbawiony zasilania, to pierwsze założenie stało się nieważne.

Z ostatnim ogniwem paliwowym, w którym zabrakło tlenu, astronauci potrzebowali innego sposobu, by szybko uruchomić baterie modułu księżycowego.

Kontrolerzy modułu księżycowego byli już na miejscu, gdy przyszedł rozkaz Kranza. Z powrotem w pokoju wsparcia personelu, konsole modułu księżycowego były tuż obok konsol kontrolerów wsparcia EECOM, oddzielone papierowym wykresem paskowym, który rejestrował aktywność grzałek modułu księżycowego. Od początku kryzysu mieli miejsca w pierwszym rzędzie, gdy Brown, Bliss i Sheaks próbowali ratować moduł dowodzenia i moduł serwisowy wraz z Liebergotem. Nie minęło wiele czasu, gdy Brown zwrócił się do kontrolerów modułu księżycowego i powiedział: „Założę się o wszystko, że zbiornik z tlenem wybuchnie” – wspomina kontroler modułu księżycowego Legler. „Jeśli to była prawda, CSM wkrótce straci zasilanie i będziemy musieli użyć LM jako łodzi ratunkowej.

Patrząc na swój wykres Legler i Reeves widzieli, że aktywność grzałek modułu księżycowego spłaszczyła się – co oznaczało, że magistrala elektryczna w Odysei, która była podłączona do pępowiny, nie dostarczała już energii do Aquariusa. „Straciliśmy zasilanie do przełącznika, który był używany do przesyłania energii z akumulatorów zstępujących LM. Nie byliby więc w stanie włączyć LM” – mówi Legler.

Duże akumulatory w fazie opadania były niezbędne do zasilania większości systemów modułu księżycowego. Były one fizycznie połączone z systemem dystrybucji energii modułu księżycowego za pomocą przekaźników – przekaźników, które do działania wymagały zasilania, które nie było już dostępne przez skrzynkę przyłączeniową. Na szczęście mniejsze baterie w fazie wznoszenia modułu księżycowego mogły być podłączone niezależnie od przełącznika w Odysei – ale te baterie mogły zasilać niektóre systemy tylko przez ograniczony czas. Aby uruchomić główne systemy, takie jak podtrzymywanie życia i komputer, akumulatory wstępujące musiały zostać podłączone do systemu dystrybucji energii, co spowodowałoby uruchomienie przekaźników i pozwoliło na włączenie akumulatorów zstępujących.

img
Image: NASA/Stephen Cass/Michele Hadlow
Hotwiring A Spaceship: Ten złożony diagram z archiwów Grumman w Cradle of Aviation w Garden City, Nowy Jork, pokazuje, jak system zasilania elektrycznego modułu księżycowego był ułożony. Moduł księżycowy miał duże akumulatory w fazie zejścia (zaznaczone na czerwono). Były one włączane i wyłączane za pomocą przekaźników sterowanych przez skrzynkę połączeniową (zielona). W czasie podróży na Księżyc skrzynka ta była zasilana energią elektryczną płynącą przez pępowinę, sterowaną przełącznikiem w module dowodzenia (niebieski). Aby włączyć moduł księżycowy, należało doprowadzić energię elektryczną z małych baterii wznoszących (żółte) do przekaźników.

Nikt nigdy nie planował takiej sytuacji. Legler i Reeves zaczęli opracowywać zestaw procedur ad hoc – krok po kroku, instrukcje przełączania dla astronautów – które pozwoliłyby przeciągnąć trochę prądu przez labirynt obwodów w Aquariusie z baterii startowych do przekaźników. Pracując z okablowaniem i schematami wyposażenia modułu księżycowego, zajęło im około 30 minut, aby ukończyć listę instrukcji od czasu ostrzeżenia Browna o stanie modułu dowodzenia. Ostateczna lista obejmowała około „10 do 15” przełączeń i wyłączeń wyłączników dla załogi, wspomina Legler. Kiedy przekaźniki miały już prąd, załoga mogła przełączyć się z niedziałających już pępowin Odysei i rozpocząć zasilanie systemów podtrzymywania życia modułu księżycowego w trybie szalupy ratunkowej, co było jeszcze bardziej skomplikowanym procesem.

Na szczęście ktoś już pracował nad tym problemem od miesięcy.

Rok wcześniej, w okresie poprzedzającym misję Apollo 10, kontrolerzy lotu i astronauci otrzymali kulkę w łeb podczas symulacji. „Symulanci zepsuli ogniwa paliwowe niemal w tym samym miejscu”, w którym w rzeczywistości eksplodował zbiornik tlenu Apollo 13, wspomina James („Jim”) Hannigan, szef oddziału modułu księżycowego, „To było niesamowite.”

Legler był obecny podczas symulacji Apollo 10, kiedy moduł księżycowy nagle zaczął być potrzebny jako łódź ratunkowa. Podczas gdy niektóre procedury ratunkowe zostały już opracowane dla wcześniejszych misji, żadna z nich nie dotyczyła konieczności użycia modułu księżycowego jako łodzi ratunkowej z dołączonym uszkodzonym modułem dowodzenia. Choć Legler wezwał posiłki spośród innych kontrolerów lotu modułu księżycowego, nie byli oni w stanie uruchomić statku kosmicznego na czas, a symulacja Apollo 10 zakończyła się z martwą załogą.

„Wiele osób dyskutowało na temat użycia LM jako łodzi ratunkowej, ale w tej symulacji przekonaliśmy się”, że dokładnie jak to zrobić, nie można było opracować w czasie rzeczywistym, mówi Legler. W tamtym czasie symulacja została odrzucona jako nierealistyczna i wkrótce większość o niej zapomniała. NASA „nie uznała tego za autentyczny przypadek awarii”, ponieważ dotyczyła ona jednoczesnej awarii tak wielu systemów, wyjaśnia Hannigan.

Ale symulacja drażniła kontrolerów modułu księżycowego. Zostali oni przyłapani na nieprzygotowaniu i załoga zginęła, choć tylko wirtualnie. „Stracisz załogę, nawet w symulacji, i to jest zguba” – mówi Hannigan. Zadaniem jego zastępcy, Donalda Puddy’ego, było stworzenie zespołu, który miał opracować zestaw procedur ratunkowych, które zadziałałyby nawet z uszkodzonym modułem dowodzenia.

„Bob Legler był jednym z kluczowych ludzi” w tym zespole, wspomina Hannigan. W ramach swojej pracy Legler „wymyślił, jak odwrócić przepływ energii, aby mogła ona płynąć z LM z powrotem do CSM”, poprzez pępowinę, mówi Hannigan. „Nigdy wcześniej tego nie zrobiono. Nic nie zostało zaprojektowane, aby to zrobić.” Odwrócenie przepływu energii było sztuczką, która ostatecznie miała być krytyczna dla końcowych etapów powrotu Apollo 13 na Ziemię.

Przez następne kilka miesięcy po symulacji Apollo 10, nawet gdy Apollo 11 wykonał pierwsze lądowanie księżycowe, a Apollo 12 powrócił na Księżyc, zespół Puddy’ego pracował nad procedurami, analizując wiele różnych scenariuszy awarii i wymyślając rozwiązania. Choć wyniki nie zostały jeszcze formalnie zatwierdzone i włączone do oficjalnych procedur NASA, kontrolerzy modułu księżycowego szybko ściągnęli je z półki po eksplozji Apollo 13. Załoga miała na pokładzie kopię oficjalnej listy kontrolnej awaryjnej aktywacji modułu księżycowego, ale kontrolerzy musieli skrócić 30-minutową procedurę do niezbędnego minimum.

Początek zespołu modułu księżycowego stał im na dobre. Chociaż Liebergot i jego zespół początkowo szacowali, że w ostatnim ogniwie paliwowym pozostały 2 godziny życia, kiedy Kranz poprosił Heselmeyera i jego zespół, aby zaczęli pracować nad tym, jak uruchomić podtrzymywanie życia w module księżycowym, sytuacja szybko się pogarszała. Gdy załoga wsiadła do Aquariusa i zaczęła go włączać, kontrolerzy z zaplecza oszacowali, że w ostatnim ogniwie paliwowym na pokładzie Odysei pozostało zaledwie 15 minut życia.

Ten artykuł jest prezentowany w trzech częściach. Aby zapoznać się z częścią drugą kliknij tutaj.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.