シャトルコロンビアを救うことができる大胆な計画。 パート2

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STS-107フライトチームのローレルB.クラーク、リックD.ハズバンド、カルパナチャウラのスペシャリストは、ミドルデッキのバースで休んでいます。 ソース:NASA / WikiMedia Commons



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「停電が発生すると、船舶を制御し、重要な機能と通信をサポートするための最も基本的なモジュールのみが動作します。」

-スペースシャトルコロンビア災害調査委員会の報告書の付録D.13から



地上での作業が制御された狂気モードに入る限り、コロンビアの時間は伸び、ゆっくりと惨めになります。 将来、シャトルの左翼に与えられた損傷を確認するために出撃を行う必要がある場合、チームは短い活動のバーストを待っていたかもしれません。 さらに、この状態では船の尾に作用する重力が燃料の節約に役立つため、船首を上にして船の位置を変更する必要があります。 しかし、この後、苦しんでいるチームはほとんど何もすることができず、待って、動かないようにし、必要以上に呼吸しないようにします。



チームは、救助活動の進行状況についてテレビ番組を見る機会すらありません。これは、船が予備を節約するために厳密に限られたエネルギーの使用を開始するためです。 付録D.13には、電源を切る必要のあるシステムと、その中の「すべてのカメラ、ヒーター、テレビモニター、ビデオ機器」の説明が含まれています。



コロンビアがISSにドッキングする機会があったかどうかという疑問がしばしば発生します。ISSはその自由準備金を共有できます。 これが不可能だった理由は非常に多くありますが、それらを最も明確に定義しているのは単純な物理学です:コロンビアは、天体力学の用語で「軌道の傾きを変える」と呼ばれる操作を実行しなければなりません。 ISSの軌道傾斜角に等しい傾斜角を達成するため。 この変更には膨大なエネルギーが必要であり、場合によっては宇宙船を打ち上げるのに必要なエネルギーよりも多くのエネルギーを必要とします。 付録D.13では、次の2つの文でISSとの和解の可能性を除外しています。



「コロンビア軌道の39度の傾きをISSの傾き51.6度にすることは不可能でした。これには、12,600フィート/秒の並進運動リソースが必要になるためです。 コロンビアはわずか448フィート/秒でした。」



チームは長い試合に入り、鋭い目覚めのためにリソースを慎重に節約します。これはミッションの最後に行わなければなりません。 前述したように、二酸化炭素フィルターは消費されるリソースのリストの一番最初でした。そのため、休息と睡眠がチームの主な目標となります。 「コロンビア」は長い間軌道に乗っていたので、その静かな亡命の間、乗組員は太陽が300回以上上昇し、地球の端からどのように昇るのかを見ていました。



彼らにはどれくらい時間がかかりますか? カードは何回プレイでき、ジョークやストーリーは何回伝えられますか? 6人の延々と続く悪臭と恐怖の人々のうち、予定されている救助活動を何度もスクロールして、バースに座って、悪臭を放ち、入浴できませんでしたか?



それは20日以上の終わりのない痛みを伴うドリフトでしょう。



ロシアンルーレット



「送られる船と乗組員に対する新たな脅威の出現は、打ち上げの意思決定プロセスにおいて重要な役割を果たすでしょう。」

-スペースシャトルコロンビア災害調査委員会の報告書の付録D.13から



付録D.13は、コロンビアへの損害が予定通りに検出され、適切な措置が講じられたという前提で書かれています。 ただし、これはレスキューミッションの基礎となる2つの仮定のうちの1つにすぎません。 2番目の仮定には、いくつかの非常に重要な条件があります。 コロンビアが泡の破片によって無力化されたという事実を考えると、NASAはアトランティスを同じリスクにさらすことに自発的に同意しなければなりません。





STS-107の打ち上げ中に飛散した左ランプ(発泡体)の取り付け点のおおよその写真。 出典:NASA / CAIBレポート、付録D.13



それ自体を請う恐ろしい質問:NASAは、短期間、同じ残骸からアトランティスを保護するために何かをすることができましたか? 絶対にありません。



コロンビアの外部燃料タンクから壊れた泡は、左の「2脚ランプ」と呼ばれる構造の一部でした。これは、シャトルの鼻を外部タンクの前面に固定する2本の大きな脚の側面に収まる2つの手作りパーツの1つです。 。 これらのランプは、2本脚のサポートを外部燃料タンクに接続するマウントにBX-250オレンジ色の断熱材をスプレーすることで形成されます。 彼は乾燥することが許され、これらのマウントを覆うくさびの形を与えるために磨かれます。 これらのフォームランプは、ファスナーの上に塗布されたアブレーション材の層と一緒に、起動時にジョイントを高温から保護し、さらに流線形の形状にします。



判明したように、このフライトの前にサポートは6回故障していました。





STS-6からSTS-113へのフライトの直径が1インチを超えるシャトルの表面の損傷数を 増やし ます。

フォームランプの損失が記録された場合は、赤い三角形でマークされます。 出典:NASA / CAIBレポート、付録D.13



CAIBレポートの大部分は、外部燃料タンクの断熱機能の説明に当てられています。 それがどのような材料で作られているか、この材料がどのように振る舞うか、そして泡がどのくらいの頻度でタンクを破り、より早く船に衝突したかがわかりました。 報告書から、打撃はまれな出来事ではなかったことが明らかになりました。 以前は、これは一般的なイベントであり、この特定のケースでは、最も適切な(不適切な)瞬間に発生し、安全性に余裕のないシャトルの数少ない部品の1つに壊滅的な損傷を引き起こしました。



アトランティスの救助ミッションも同じ脆弱性に直面します。 彼女は事前に準備された燃料タンクを使用して飛行します。レポートの情報は、このようなシナリオでは、検証手順が使用済みタンクの状態または修理の評価を実行するために拡張されないことを明確に示しています。



これが、チームが4人以下の宇宙飛行士で構成される別の理由です。危険にさらされる人々の数を減らす必要がありました。



重力バレエ



操作の成功基準:救助船(アトランティス)および両チームの無傷の帰還。

-スペースシャトルコロンビア災害調査委員会の報告書の付録D.13から



アトランティスには、コロンビアへの打ち上げと飛行のための3つのウィンドウがあります。最初の-2月9日23:09 CET(飛行の25日目)、2番目-22:40の翌日、および1日の最後22:05の最初の後。 コロンビアは、最初の窓口の3日前に同伴船との会議の準備をすることになっていた。 二酸化炭素中毒の影響を受ける可能性がある乗組員は、シャトルシステムを再起動して、楕円軌道の高さをわずかに変更するのに十分な作業を行います。これにより、アトランティスに収束のためのより多くのオプションセットが提供されます。





発射台39Aのコロンビア。 上の円は、上部の取り付け点の左側のランプを示し、下の円は、カーボンカーボンセラミック材料でできた遮熱パネルです。 出典:NASA / CAIBレポート、付録D.13



天候は、シャトルの打ち上げの計画における主要な不確実性の1つです。これは、発射台だけでなく、軌道に到達する試みを停止する必要がある場合に備えて、緊急着陸の準備が必要な世界中の多くの場所にとっても同様です。 CAIBのレポートは、この点に関しては幸運がNASAの側にあることを示しています。予想される打ち上げ日に観測された気象条件のレビューは、打ち上げを妨げる可能性のある地球の大気で何も起きていないことを示しました。



ただし、3つのウィンドウがすべて夜間に開いていたという事実は、より多くの懸念を引き起こしたでしょう。 夜間の打ち上げは、NASAの軌道への飛行中の泡の破片と船との同様の衝突による損傷を観察する能力を著しく低下させますが、これは救助任務につながることを考えると、うまくいきませんでした。 それが、アトランティスチームがコロンビアに到着した後、さらに別の外出を行った理由です。損傷の可能性について、翼とセラミッククラッディングの両方を慎重に検査しました。



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エンデバーは、2010年2月にフライトSTS-130のサイト39Aから開始されます。 出典:NASA



すべてが正常に進み、カウントダウンが遅れないという仮定に基づいて、アトランティスは2003年2月9日の夕方に開始されます。 この時までに、コロンビアチームは長い間シャトルプログラムの歴史的な記録を樹立していたでしょう。彼らは宇宙で25日間を過ごし、それは以前のミッションよりも8日間多くなります。 アトランティスの宇宙飛行士は、血中窒素を減らし、できるだけ早く宇宙服を着る準備が必要な宇宙に行くことを選択したため、乗組員のコンパートメントに当たった瞬間から純粋な酸素を呼吸する必要があります起動します。





ISSに向かう途中で努力します。 この画像は、フロントフライトデッキ、ドッキングプロセスを監視するように設計された上部ウィンドウ、およびデッキの背面にあるドッキングユニットの詳細ビューを示しています。 出典:NASA。



アトランティスはアーク軌道に沿って軌道に上がり、「軌道線に対するアプローチ」法を使用してコロンビアに接近します。 これは、コロンビアの位置の点と地球の中心の点を結ぶ想像上の線に沿って彼女に向かって飛ぶことを意味します(「軌道線に沿って収束する」のではなく、彼女の速度のベクトルの線に沿って前方または後方に近づくと、上部または下部ではありません)。 この時点で、コロンビアはすでに「逆さま」の空間に位置しており、地球を後ろから見ています。



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出典:NASA / CAIBレポート、付録D.13



最終的に、アトランティスはコロンビアから6メートルの地点まで停車しました。 彼は、彼女の垂直安定装置が互いに衝突しないように、上級船の12時間に対して3時間を見て、彼女に対して90度回転しました。



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アトランティスはコロンビアとドッキングしています。 出典:NASA / CAIBレポート、付録D.13



歴史上初めて、2つのシャトルが一緒に軌道に乗っており、両方とも重大な試行を経なければなりません。 シャトルの飛行は、それぞれの内部から、およびNASAミッションコントロールセンターの両方から制御されます。 また、同時に、MCCはISSの飛行を監視することにもなりました。 これには、技術的な観点と利用可能な人的資源の観点の両方から、MCCの能力の限界でのマルチタスクが必要になります。 さらに、アトランティスはドッキングの全期間にわたって一定の手動制御を必要とします。6メートルの距離であっても、天体力学の法則により、2隻の船が異なる速度で移動し、それらが非常に迅速に分散するためです。 アトランティスは、コロンビアに比べて低い高さにありますが、常にそれを上回る必要があります。



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NASAスペースシャトルトレーニングシミュレーションセンターの特別なシミュレーターCCT-2のスペースシャトルのコックピットのモデル。 中央のコンソールには、アトランティスの司令官とパイロットが飛行してコロンビアに近づくために使用する高度と移動のコントロールのほとんどがあります。 ソース:スティーブン・マイケル



アトランティスのパイロットと指揮官がコントロールキャビンに落ち着き、絶え間ない和解を維持するタスクの間にお互いを交換しますが、レポートでEV1とEV2と名付けられた他の2人の乗組員はすでにロック室に立っていて、着ていました宇宙服。 コマンドを受信すると、彼らはハッチを開いて伸縮ポールを引き出し、EV2を使用してEV1(EV-余分な船-約トランスレーター)が2つのシャトル間のスペースを「コロンビア」に到達するのを助けます。 コロンビアの乗組員用のスーツと合わせて、救助者は、文字通りの意味で完全に呼吸する機会を与えるために、LiOHで追加のコンテナも移動します。 付録は、疑いもなくかなり珍しいように見えた水供給を維持するために、「システムの動作とシールを調整するために」スーツを移さなければならなかったことに留意しました。



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2つのシャトルの貨物室間の2人のアトランティス宇宙飛行士を示すアニメーションのNASAフレーム。 EV2はポータブルレッグロックの上に立ち、EV1をシャトル間の空きスペースに移動します。 出典:NASA / CAIBレポート



そのような状態での長期滞在による精神障害に疑いの余地のない2人の乗組員(CM1とCM2と呼ばれる)は、宇宙服を着て、コロンビアのロックチャンバーで待っていて、アトランティスから物を運ぶ。 EV1は予備をコロンビアのロック室に移し、その後CM1とCM2が出てアトランティスに到達するのを助けます。



3番目の最後の部分に続きます...



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