Dalam siri asal kami 5 tahun yang lalu mengenai "13 Perkara yang Menyelamatkan Apollo 13," item pertama yang kami bincangkan adalah masa letupan. Seperti yang diberitahu oleh jurutera NASA, Jerry Woodfill, jika tangki itu akan pecah dan kru akan selamat dari penderitaan, letupan itu tidak mungkin berlaku pada waktu yang lebih baik.
Letupan awal misi (dengan anggapan akan berlaku setelah Apollo 13 meninggalkan orbit Bumi) bermaksud jarak dan waktu untuk kembali ke Bumi akan sangat hebat sehingga tidak akan ada daya, air dan oksigen yang mencukupi untuk anak kapal untuk terus hidup. Letupan kemudian, mungkin setelah angkasawan Jim Lovell dan Fred Haise sudah turun ke permukaan bulan, dan ketiga-tiga anak kapal tidak akan dapat menggunakan pendaratan bulan sebagai kapal penyelamat. Selain itu, kedua kapal angkasa itu mungkin tidak dapat disatukan kembali, dan tanpa bahan habis pentas turun di Bulan (bateri, oksigen, dll.) Itu akan menjadi usaha tanpa hasil.
Sekarang, untuk artikel pertama kami dalam siri berikutnya "13 LEBIH Perkara yang Menyelamatkan Apollo 13," kami akan melihat semula masa itu, tetapi melihat lebih terperinci mengenai MENGAPA letupan itu berlaku ketika ia berlaku, dan bagaimana ia mempengaruhi penyelamatan anak kapal. Jawapannya terletak pada kegagalan sensor tekanan di Tangki Oksigen 2, masalah yang tidak berkaitan dengan wayar yang tidak bertebat di tangki yang menyebabkan letupan.
Kebanyakan yang mengetahui kisah Apollo 13 mengetahui punca letupan, kemudian ditentukan oleh jawatankuasa penyiasatan kemalangan yang diketuai oleh Edgar Cortright, Pengarah Pusat Penyelidikan Langley.
Tangki itu telah dijatuhkan lima tahun sebelum penerbangan Apollo 13, dan tidak ada yang menyedari tiub bolong pada tangki oksigen tidak stabil. Setelah Countdown Demonstration Test (CDDT) dijalankan pada 16 Mac 1970 ketika semua sistem diuji ketika kapal angkasa Apollo 13 duduk di atas roket Saturn V di peluncur, oksigen cecair sejuk tidak akan keluar dari Tangki Oksigen 2 hingga paip bolong yang cacat.
Pendekatan biasa adalah menggunakan oksigen gas untuk mendorong oksigen cair keluar dari tangki melalui saluran bolong. Oleh kerana itu tidak berfungsi, juruteknik memutuskan cara termudah dan cepat untuk mengosongkan oksigen cair adalah dengan merebusnya menggunakan pemanas di dalam tangki.
"Di setiap tangki oksigen terdapat pemanas dan kipas roda dayung," jelas Woodfill. “Perangkat pemanas dan kipas (pengaduk) mendorong sebagian cairan dingin 02 berubah menjadi gas 02 tekanan tinggi dan mengalir ke sel bahan bakar. Kipas juga dikenali sebagai cryo-stirrer dihidupkan setiap kali pemanas dihidupkan. Kipas berfungsi untuk mengaduk cecair 02 untuk memastikan ketumpatannya seragam. "
Untuk melindungi pemanas daripada terlalu panas, alat seperti suis yang disebut relay mematikan kuasa pemanas bila-bila masa suhu melebihi 80 darjah F. Juga, ada alat pengukur suhu yang dapat dipantau oleh teknisi di atas tanah jika suhu melebihi 80 darjah F.
Kapal angkasa Apollo yang asal bekerja pada 28 volt elektrik, tetapi setelah kebakaran pada tahun 1967 di Launchpad untuk Apollo 1, sistem elektrik kapal angkasa Apollo telah diubahsuai untuk menangani 65 volt dari peralatan ujian tanah luaran. Sayangnya Beech, pengeluar tangki gagal menukar tangki ini, dan suis keselamatan pemanas masih diatur untuk operasi 28 volt.
"Ketika pemanas dihidupkan untuk melampiaskan tangki, voltan yang lebih tinggi" menyatu "kenalan relay sehingga suis tidak dapat mematikan daya ketika suhu tangki melebihi 80 darjah F (27 C)," kata Woodfill.
Selain itu, tolok suhu di panel ujian tanah hanya mencapai 88 darjah F (29.5 C), jadi tidak ada yang menyedari panas yang berlebihan ini.
"Akibatnya," kata Woodfill, "pemanas dan kabel yang menggerakkannya mencapai suhu sekitar 1000 darjah F. (538 ° C), cukup panas untuk mencairkan penebat Teflon pada wayar pemanas dan membiarkan sebahagiannya kosong . Kabel telanjang bermaksud potensi litar pintas dan letupan kerana wayar ini direndam dalam oksigen cair. "
Kerana tangki telah dijatuhkan, dan kerana reka bentuk pemanasnya belum diperbaharui untuk operasi 65 volt, tangki itu adalah bom maya, kata Woodfill. Bila-bila masa kuasa digunakan pada pemanas tersebut untuk mengaduk oksigen cecair tangki, letupan mungkin berlaku.
Pada 55:54:53 Misi yang Berlalu Misi (MET), kru diminta untuk melakukan gerakan tangki oksigen. Pada masa itulah wayar yang rosak di Oxygen Tank 2 menjadi pendek dan penebat menyala. Kebakaran yang dihasilkan dengan cepat meningkatkan tekanan melebihi had nominal 1.000 psi (7 MPa) dan tangki atau kubah tangki gagal.
Tetapi kembali ke sensor kuantiti pada Tangki Oksigen 2. Atas sebab yang belum dapat difahami, semasa bahagian awal penerbangan Apollo 13, sensor gagal. Sebelum dilancarkan, sensor kuantiti Tank 2 sedang dipantau oleh sistem telemetri onboard, dan nampaknya berfungsi dengan sempurna.
"Kegagalan penyiasatan itu di luar angkasa adalah, mungkin, sebab terpenting kru Apollo 13 tinggal," kata Woodfill.
Inilah penjelasan mengapa Woodfill membuat tuntutan itu.
Penyelidikan Woodfill mengenai Apollo 13 menunjukkan bahawa prosedur operasi standard (SOP) meminta Mission Control meminta pengadukan cryos kira-kira setiap 24 jam. Untuk misi Apollo 13, kekacauan pertama muncul sekitar 24 jam ke dalam misi (23:20:23 MET). Biasanya, pengadukan cryo seterusnya tidak akan diperlukan sehingga 24 jam kemudian. Prosedur pengadukan pemanas-cryo dilakukan untuk memastikan ketepatan pengukur kuantiti dan operasi sistem yang betul melalui penghapusan stratifikasi O2. Sensor membaca dengan lebih tepat kerana kekacauan menjadikan oksigen cair lebih sekata dan kurang berstrata. Selepas kekacauan pertama, kuantiti oksigen yang tersisa 87% ditunjukkan, sedikit lebih awal dari jangkaan. Kekacauan seterusnya berlaku sehari kemudian, sekitar 46:40 MET.
Pada saat pemanas-cryo-stir kedua ini, sensor kuantiti Oxygen Tank 2 gagal. Analisis pasca misi oleh jawatankuasa penyiasatan menunjukkan bahawa kegagalan itu tidak berkaitan dengan kabel pemanas kosong.
Kehilangan kemampuan untuk memantau kuantiti Oxygen Tank 2 menyebabkan kawalan misi ke radio kepada kru: "(Kerana sensor kuantiti gagal,) kami akan meminta anda mengaduk cryos setiap enam jam untuk membantu mengukur berapa 02 tangki 2. "
Walau bagaimanapun, Mission Control memilih untuk melakukan beberapa analisis keadaan di Tank 2 dengan meminta kekacauan lagi, bukan pada MET 53 jam tetapi pada 47:54:50 MET dan masih lagi pada 51:07:41. Kerana tangki oksigen yang lain, Tangki 1, menunjukkan tekanan rendah, kedua tangki diaduk pada 55:53.
"Hitung jumlah kekacauan sejak dilancarkan," kata Woodfill. “1. pada 23:20:23, 2. pada 46:40, 3. pada 47:54:50, 4. pada 51:07:44 dan 5. pada 55:53. Terdapat lima aplikasi arus pada wayar pemanas kosong. Tiga yang terakhir berlaku dalam jangka masa hanya 8 jam dan bukannya 72 jam. Sekiranya bukan kegagalan penyiasatan kuantiti Tank 2 dan tekanan rendah di Tank O2 1, ini tidak akan berlaku. "
Woodfill menjelaskan bahawa sesiapa yang telah menganalisis kegagalan perkakasan memahami bahawa tempoh yang lebih kerap dan lebih pendek antara operasi komponen yang cacat mempercepat kegagalan akhirnya. NASA melakukan ujian tekanan pada ratusan sistem elektrik menggunakan pendekatan ini. Peningkatan daya yang lebih kerap pada selang waktu yang lebih pendek mendorong sistem yang cacat gagal lebih cepat.
Litar pintas di Tangki Oksigen 2 setelah pengaduk kelima-cryo-aduk mengakibatkan letupan Tangki Oksigen Apollo 13 2. Adakah urutan tegangan normal dilakukan pada selang 24 jam, dan kegagalan itu berlaku setelah pengadukan kelima, letupan akan berlaku setelah modul lunar, kapal kehidupan, tidak lagi tersedia.
"Saya berpendapat bahawa kerosakan sensor kuantiti adalah kebetulan dan meyakinkan pendarat akan hadir dan digerakkan sepenuhnya pada masa bencana," kata Woodfill.
5 pengaktifan pemanas pada 24 jam berjumlah MET 120 jam.
"Pendaratan lunar akan berangkat ke Bulan pada 103.5 jam ke dalam misi," kata Woodfill. "Pada 120 jam ke misi, kru Lovell dan Haise akan terbangun dari waktu tidur mereka, setelah menyelesaikan bulan pertama mereka berjalan delapan jam sebelumnya. Mereka akan menerima panggilan mendesak dari Jack Swigert dan / atau Mission Control bahawa ada sesuatu yang tidak beres dengan kapal Ibu yang mengorbit Bulan. "
Selanjutnya, Woodfill menduga, analisis masalah kapal Swigert kemungkinan akan diselimuti oleh ketiadaan dua anak buahnya di permukaan bulan. Masalah tambahan bagi Mission Control adalah gangguan komunikasi setiap kali kapal komando pergi ke belakang Bulan, mengganggu telemetri yang sangat penting untuk menganalisis kegagalan. Apabila menjadi jelas, sistem kriogenik tidak lagi menghasilkan oksigen, air, dan tenaga elektrik, bateri kecemasan modul arahan itu akan diaktifkan. Kemungkinan, Mission Control akan memerintahkan pengguguran pendarat lunar lebih awal, tetapi, tentu saja, itu akan sia-sia. Sekiranya tahap pendakian pendarat kecil bertemu dan berlabuh dengan CM yang habis, semua nyawa yang menyokong bahan habis-habis tahap keturunan akan tetap berada di Bulan.
"Mimpi buruk itu akan membuat kru Apollo 13 mengucapkan selamat tinggal terakhir kepada keluarga dan rakan mereka," kata Woodfill. "Seseorang hanya dapat berspekulasi bagaimana akhir mungkin telah tiba."
Dan kemungkinan tidak akan ada Apollo 14, 15, 16 dan 17 - sekurang-kurangnya tidak untuk waktu yang sangat lama.
Aspek lain dari masa letupan yang telah dipertimbangkan oleh Woodfill adalah, mengapa tangki itu tidak meletup di Launchpad?
Selepas CDDT 16 Mac, tidak ada "power-up" tambahan atau ujian yang dirancang. Namun, tidak jarang dilakukan verifikasi semula pra-pelancaran.
"Satu pemeriksaan semula seperti itu adalah litar pemanas ini dengan mudah kerana ia telah digunakan dengan cara yang tidak standard untuk mengosongkan oksigen dari tangki cryo setelah Countdown Demonstration Test (CDDT) minggu sebelumnya," kata Woodfill. "Pelakuan semula seperti itu sering berlaku kerana pelbagai alasan. Bagi Apollo 13, terlepas dari sistem yang dikompromikan, tidak ada yang terjadi sehingga kapal itu selamat dalam perjalanan ke Bulan. "
Walau bagaimanapun, ujian semula rutin yang melibatkan pengadukan cryo secara tidak sengaja akan membahayakan kenderaan pelancaran, orang sokongan, atau kru angkasawan.
Atau, jika sensor kuantiti gagal di lapangan, kemungkinan masalah penembakan yang sama yang dilakukan oleh Mission Control dan kru Apollo 13, akan dilakukan oleh pasukan darat KSC.
Sekiranya sensor gagal pada waktu itu, serangkaian pengaktifan / pengadukan pemanas akan dilakukan untuk memecahkan masalah pada peranti.
"Sudah tentu, hasilnya adalah letupan yang sama hampir 55 jam 55 minit selepas pelancaran," kata Woodfill. "Di darat, letupan Apollo 13 dapat meragut nyawa Lovell dan kru jika penembakan masalah dilakukan sementara kru menunggu peluncuran."
Sekiranya penembakan masalah dilakukan lebih awal, dengan beberapa pengaktifan pemanas selama beberapa hari sebelum pelancaran, Woodfill mengatakan, "kehilangan nyawa yang dahsyat akan terjadi dengan, berpotensi, sejumlah pekerja aeroangkasa Kennedy Space Center yang berdedikasi berusaha untuk perbaiki masalah itu. Dan tiga puluh enam cerita yang menjulang tinggi, Saturnus 5 akan runtuh ke bumi dalam bola api yang mengingatkan akan kematian roket Vanguard Amerika pada bulan Disember 1957. "
"Ya, kenyataan bahawa sensor kuantiti Oxygen Tank 2 tidak gagal di landasan pelancaran, tetapi gagal di awal penerbangan adalah salah satu perkara tambahan yang menyelamatkan Apollo 13."
Artikel tambahan dalam siri ini yang kini telah diterbitkan:
Bahagian 4: Kemasukan Awal ke Lander
