„Schwerwiegende Fehlfunktion“: Erinnerung an den letzten Start der Challenger, OTD, im Jahr 1986

von Ben Evans28. Januar 2023, 7:00 Uhr4Kommentare

Für diejenigen von uns in einem bestimmten Alter kann es kaum ein schrecklicheres Bild geben, das sich in unser Langzeitgedächtnis eingeprägt hat, als der Anblick der Raumfähre Challenger, die am Morgen des 28. Januar 1986 am klaren Himmel Floridas explodierte. Für diesen Autor also eine Neun Der albtraumhafte Vorfall, der als 20-jähriger Junge am Rande der Industriestadt Birmingham in England aufwuchs, wurde live im Fernsehen übertragen, und das schiere Ausmaß der Tragödie war kaum zu begreifen.

Der Verlust der Challenger und ihrer sieben Astronauten – Commander Dick Scobee und Pilot Mike Smith sowie der Missionsspezialisten Judy Resnik, Ron McNair und Ellison Onizuka sowie der Nutzlastspezialisten Greg Jarvis und der Schullehrerin Christa McAuliffe – hat die zukünftige Geschichte des Shuttle-Programms völlig verändert. Eine Unschuld, sagte Astronaut Robert „Hoot“ Gibson später, sei am 28. Januar 1986 verloren gegangen.

Aber es war eine frustrierende Übung, die Challenger an diesem kalten Januarmorgen vor all den Jahren für die Mission 51L ins All zu bringen. Und es war eine Frustration, die sich die NASA kaum leisten konnte. Neben dem Einsatz des zweiten Tracking and Data Relay Satellite (TDRS-B) und des Spartan-203-Freifliegers zur Beobachtung des Halleyschen Kometen war McAuliffe auf dem sechstägigen Flug der erste Privatmann, der jemals mit dem Shuttle geflogen ist.

Sie wurde im Juli 1985 aus Tausenden von Bewerbern für die Initiative „Teacher in Space“ ausgewählt und sollte an Bord der Challenger zwei Lektionen erteilen, was der NASA einen dringend benötigten Werbeschub verschaffte, da sie versuchte, die Fähigkeiten des Shuttles zu demonstrieren und die Gesetzgeber davon zu überzeugen Unterstützen Sie eine zukünftige Raumstation.

Im August 1984 kündigte Präsident Ronald Reagan das Teacher in Space Project (TISP) an und forderte die NASA auf, einen begabten Pädagogen zu finden, der in der Lage ist, Schülern aus dem Orbit Begeisterung zu vermitteln. Der Rat der Chief State School Officers koordinierte das Auswahlverfahren, und von November 1984 bis Februar 1985 wurden mehr als 11.000 Bewerbungen eingereicht. Diese wurden von staatlichen, territorialen und behördlichen Prüfungsgremien auf 114 Halbfinalisten reduziert und dann noch weiter auf zehn Finalisten eingegrenzt.

Ende Juli 1985 erklärte Vizepräsident George HW Bush McAuliffe offiziell zum Spitzenkandidaten, unterstützt von Barbara Morgan. Im darauffolgenden September begannen sie mit dem Training mit Scobees Crew im Johnson Space Center (JSC) in Houston, Texas.

Und als sie im Januar 1986 zum Start in Florida ankamen, hatte sich ihr Termin mit Destiny bis zum Monatsende verschoben, da es Probleme gab, Shuttle Columbia von ihrem eigenen Flug, Mission 61C, nach Hause zu bringen. Aufgrund wiederholter Verzögerungen durch starken Wind, einen gefrorenen Lukengriff und andere Krankheiten sollte Mission 51L schließlich am Dienstag, dem 28. Januar, starten.

Doch in der Nacht vor dem Start sanken die Temperaturen auf ungewöhnliche -13 Grad Celsius (8,6 Grad Fahrenheit), was die Techniker dazu zwang, an der Startrampe Sicherheitsduschen und Feuerlöschschläuche einzuschalten, um ein Einfrieren der Rohre zu verhindern. Dies beunruhigte das Eisinspektionsteam, das in den frühen Morgenstunden des 28. mit dem letzten „Abfegen“ der Eisfläche begann und als Countdown-Uhr mehrere 12 Zoll (30 Zentimeter) große Eiszapfen mit Besenstielen wegschlagen musste tickte weiter auf den Start zu.

Am nächsten Morgen ging die Sonne bei den kältesten Wetterbedingungen auf, unter denen jemals ein Shuttle-Start versucht wurde, eine Tatsache, die im Rahmen der anschließenden Untersuchung des Präsidenten über die Ursache der tragischen Ereignisse später am Tag eingehend untersucht werden sollte. Die großen Eismengen auf Pad 39B erforderten eine zusätzliche Verzögerung von zwei Stunden, um das Auftauen zu ermöglichen.

Die Familien der Astronauten, darunter auch Scobees Frau June, bezweifelten, dass die NASA unter solchen Bedingungen überhaupt fliegen würde. Ihr Mann beharrte am Morgen am Telefon darauf, dass er es für sicher hielt, dies zu tun.

Aber Scobee hatte Unrecht.

Mission 51L begann um 11:38 Uhr EST. Sechseinhalb Sekunden vor dem Start donnerten die drei Haupttriebwerke der Challenger bei lebendigem Leibe und als die Countdown-Uhr Null erreichte, wurden die versammelten Zuschauer im Kennedy Space Center (KSC) vom ohrenbetäubenden Stakkato-Knister ihrer beiden Feststoffraketen-Booster begrüßt ( SRBs).

Es stellte sich heraus, dass das Versagen sowohl der primären als auch der sekundären O-Ring-Dichtungen an der Basis des rechten Boosters, wie die Ermittler später anhand von fotografischen, physischen und anderen Beweisen schlussfolgerten, direkt für die Zerstörung der Challenger an diesem Tag verantwortlich war. Eindeutige Beweise für die Fehlbarkeit der Trägerraketen, die zum ersten Mal von der Rogers-Kommission in der Tragödie öffentlich gemacht wurden, ereigneten sich zufällig, als 0,678 Sekunden nach dem Start eine Videokamera, die in der Nähe von Pad 39B montiert war, „eine starke graue Rauchwolke … auffing, die aus dieser herausspritzte“. in der Nähe des hinteren Feldgelenks des rechten Solid Rocket Boosters.

Die Kamera hatte das verräterische Ergebnis erkannt, dass sowohl die primären als auch die sekundären O-Ringe – die verhindern sollten, dass sengende Gase zwischen den Verbindungsstellen des Booster-Segments austreten – versagten, sich auflösten und in den Augenblicken nach der Zündung wegströmten. Noch bedeutsamer ist, dass die Fehlerstelle direkt am Außentank und seiner flüchtigen Ladung flüssiger Sauerstoff- und Wasserstofftreibstoffe lag, die die Haupttriebwerke des Shuttles speisten. Jede Flamme des kompromittierten Boosters könnte nun wie eine Lötlampe auf den Panzer einwirken, seinen Inhalt in einem Feuerball entzünden und Challenger zusammen mit dem gesamten Startkomplex zerstören.

Jahre später äußerte der Bauingenieur Roger Boisjoly von Morton Thiokol sein tiefes Erstaunen darüber, dass das Fahrzeug nicht auf der Startrampe explodierte. Durch eine unglaubliche Abfolge von Ereignissen verstopfte ein Stück Festbrennstoff vorübergehend das O-Ring-Loch und die erste Minute des Aufstiegs der Challenger verlief normal.

Mehrere weitere immer dichter werdende, dunklere Rauchwolken – ein weiterer Hinweis darauf, dass es sich bei den Verbrennungsprodukten tatsächlich um Fett, Isolierung und gummiertes O-Ring-Material der Verbindungsdichtungen handelte – wurden von anderen bodennahen Kameras zwischen 0,836 und 2,5 Sekunden nach dem Abheben aufgezeichnet. als die Haltepfosten der Booster durchtrennt wurden und das Shuttle von Pad 39B ausstieg. Da jeder Zug von Challengers Aufwärtsflug zurückgelassen wurde, war der nächste frische Zug in der Nähe des Gelenks zu sehen.

Die Häufigkeit dieser Emissionen stand in direktem Zusammenhang mit der Biegung innerhalb des SRB, wenn sich der Spalt in seiner Verbindung zyklisch öffnete und dann schloss. Der letzte Rauchauftritt über dem Gelenk wurde mit T+2,733 Sekunden gemessen. In den folgenden Millisekunden war es aufgrund einer Kombination aus atmosphärischen Faktoren und den blendenden Abgasen der Booster schwierig festzustellen, ob noch mehr Rauch aus der Fehlerstelle aufstieg.

Etwas weniger als acht Sekunden nach Beginn der Mission passierte Challenger den Turm von Landeplatz 39B und begann ein programmiertes Rollmanöver, wobei sie sich auf den richtigen Flugazimut für eine Umlaufbahn mit 28,45-Grad-Neigung bewegte und sich dann unter der Kontrolle ihres General Purpose auf den Rücken drehte Computer (GPCs). Kurz darauf, bei T+19 Sekunden, wurden die Haupttriebwerke von 104 auf 94 Prozent und später auf 65 Prozent des Nennschubs gedrosselt, um sich auf den Durchgang durch eine Periode maximaler aerodynamischer Turbulenzen (bekannt als „Max Q“) vorzubereiten.

Siebenunddreißig Sekunden nach Beginn des Aufstiegs stieß sie auf die erste von mehreren Windscherungen in großer Höhe, die bis knapp eine Minute nach dem Start anhielten. In ihrer Untersuchung stellte die Rogers-Kommission fest, dass das Führungs-, Navigations- und Kontrollsystem des Shuttles diese Bedingungen erkannte und kompensierte und – obwohl die aerodynamischen Belastungen der Mission 51L sowohl in der Gier- als auch in der Nickebene höher waren als bei früheren Flügen – die SRBs dennoch effektiv darauf reagierten alle Befehle.

Es ist möglich, dass die Mission noch normal verlaufen wäre, wenn der Feststoffstopfen in der O-Ring-Öffnung eingeklemmt geblieben wäre. Doch durch einen unglaublichen Zufall passierte die Challenger die stärkste Windscherung, die jemals ein aufsteigender Shuttle-Stack erlebt hatte. Die Scherung löste den Stopfen etwa eine Minute nach Beginn der Mission.

Nach dem Durchlaufen maximaler aerodynamischer Turbulenzen wurden ihre Haupttriebwerke 51 Sekunden nach Beginn des Steigflugs wieder auf volle Leistung gedrosselt; Kurz darauf, bei 58,788 Sekunden, zeichnete ein Videobild den ersten Hinweis auf eine flackernde Flamme aus dem hinteren Gelenk des rechten SRB auf. Der provisorische Festbrennstoffstopfen war verschwunden, und obwohl sie nichts bemerkten, war das Schicksal der Besatzung nun besiegelt.

Die Flamme etablierte sich schnell und wuchs innerhalb einer halben Sekunde zu einer klar definierten Wolke an. Genau eine Minute nach Beginn der Mission deuteten Downlink-Telemetriedaten auf einen ungewöhnlichen Kammerdruckunterschied zwischen dem linken und dem rechten Booster hin – der Druck des letzteren war etwa 11,8 psi niedriger als der des anderen, was auf ein Leck im hinteren Gelenk hindeutete.

Als die Flamme größer wurde, lenkte der aerodynamische „Windschatten“ des Challenger sie durch die hervorstehende Struktur des oberen Rings, der den SRB mit dem Außentank verband, nach hinten und in Umfangsrichtung ab und fokussierte die Flamme direkt auf die Oberfläche des Tanks. 62 Sekunden nach Beginn des Aufstiegs bewegte sich die Thrust Vector Control (TVC) des linken Boosters, um die Gierbewegung auszugleichen, die durch den verringerten Schub seines Gegenstücks auf der rechten Seite verursacht wurde.

Ein paar Sekunden später kam das erste visuelle Anzeichen dafür, dass die Flamme des beschädigten Boosters das untere Segment des Außentanks durchbrochen hatte: eine abrupte Änderung in Form und Farbe der Flamme, was darauf hindeutete, dass sie sich nun mit austretendem flüssigem Wasserstoff vermischte. Darüber hinaus bestätigten die Druckdaten zu diesem Zeitpunkt die Tatsache, dass der Flüssigwasserstofftank tatsächlich geplatzt war.

In Mission Control gab der Astronaut Dick Covey, der mit seinem Astronautenkollegen Fred Gregory an der Capcom-Konsole saß, einen Standardruf weiter: „Challenger, geben Sie Gas.“

Scobee kam ein oder zwei Sekunden später zurück. „Roger“, antwortete er. „Gehen Sie auf Gas.“

In den folgenden Sekunden endete eine unglaublich schnelle Abfolge von Ereignissen mit der Zerstörung des Außentanks, der Trennung beider Booster und dem strukturellen Zerfall der Challenger. Zweiundsiebzig Sekunden nach dem Abheben brannte die Flamme des rechten SRB schließlich durch die untere von zwei Streben, die es am Außentank hielten; Als er sich um seine obere Strebe drehte, prallte die Oberseite des Boosters gegen den Zwischentank und den Boden des Flüssigsauerstofftanks und durchbrach beide.

Fast gleichzeitig, etwa T+73,1 Sekunden, wurden weiße Dampfwolken an der Oberseite des Tanks und im Bereich seiner unteren Kuppel entdeckt: Ersteres deutete eindeutig auf den zerbrochenen Flüssigsauerstofftank hin, letzteres war ein schlüssiger Beweis für strukturelles Versagen. Fast sofort, bei T+73,6 Sekunden, kam es zu einer massiven – „fast explosiven“, wie es im Abschlussbericht der Rogers-Kommission heißt – Verbrennung sowohl des aus dem untersten Tank austretenden Wasserstoffs als auch des Sauerstoffs aus seinem obersten Abschnitt.

Zu diesem Zeitpunkt befand sich Mission 51L in einer Höhe von 15 Kilometern über dem Atlantischen Ozean und bewegte sich mit fast der doppelten Schallgeschwindigkeit, und Challenger verschwand durch den explosiven Brand aus dem Blickfeld. Während dieser Zeit brach ihr Reaktionskontrollsystem (RCS) und löste ein hypergolisches Brennen seiner Treibstoffe aus, erkennbar an einem rötlich-braunen Farbton am Rand des Feuerballs.

In der Zwischenzeit stiegen die beiden Booster, die nun von ihren Lasten befreit waren, schnell von der Katastrophe ab, wurden jedoch um 11:39:50 Uhr EST, etwa 110 Sekunden nach dem Start, vom Range Safety Officer aus der Ferne zerstört. „Offensichtlich eine schwerwiegende Fehlfunktion“, war alles, was Steve Nesbitt, der fassungslose Kommentator des Starts, sagen konnte.

Der Verlust der Challenger, der sich auf die verheerendste öffentliche Weise abspielte, würde das Shuttle-Programm und die NASA weitaus länger in die Knie zwingen als die 32 Monate, die nötig waren, um die wiederverwendbaren Fahrzeuge wieder flugbereit zu machen. Die Ermittler würden eine Reihe technischer, betriebswirtschaftlicher und anderer menschlicher Faktoren aufdecken, die hinter der Tragödie stecken.

Und bei jedem einzelnen Start, bis zum Ende der 30-jährigen Geschichte des Shuttles, blieb die Startphase wohl die kritischste. Bei jeder Mission stellte die psychologische Hürde von 73 Sekunden für jede Besatzung eine große Hürde dar, die es zu überwinden galt. Selbst als Atlantis am 8. Juli 2011 zum Finale des Shuttles ins All schoss, ließen viele Herzen einen Schlag aussetzen, als STS-135-Kommandant Chris Ferguson zum letzten Mal per Funk „Roger, geben Sie Gas!“ rief.

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