Om de 45e verjaardag van de Apollo 13-missie te vieren, presenteert Space Magazine "13 MEER dingen die Apollo 13 hebben gered", waarin verschillende keerpunten van de missie worden besproken met NASA-ingenieur Jerry Woodfill.
Voor onze laatste aflevering van deze serie van "13 meer dingen die Apollo 13 hebben gered", zullen we kijken naar een evenement dat niet algemeen werd aangepakt, maar het was misschien wel een van de meest cruciale scenario's die mogelijk in een ramp zijn geëindigd en dood voor de bemanning in de laatste minuten van de redding.
Het begint met een atomaire elektrische stroomgenerator genaamd SNAP-27.
Dankzij deze ontwerpen kon het Apollo Lunar Surface Experiment Package (ALSEP) jarenlang op de maan blijven werken nadat astronauten naar de aarde waren teruggekeerd. Ze werden ingezet op Apollo 12, 14, 15, 16 en 17 en omvatten seismometers en apparaten om maanstof en geladen deeltjes in de maanomgeving te detecteren.
SNAP staat voor Systems Nuclear Auxiliary Power en de brandstof was plutonium-238 (Pu-238). Het was een type radio-isotoop thermo-elektrische generator (RTG) die ruimtevaartuigen van stroom voorziet door de warmte die wordt gegenereerd door het verval van plutonium-238-brandstof om te zetten in elektriciteit. Voor elke missie werd ongeveer 8 lbs plutonium gebruikt en het werd naar de maan vervoerd in een thermisch geïsoleerd vat dat aan de zijkant van de maanmodule was bevestigd.
"Het vat was zo sterk en ondoordringbaar dat de container met een kanon in een stevige bakstenen muur zou worden geschoten," aldus NASA-ingenieur Jerry Woodfill.
Helaas voegde Woodfill eraan toe dat, aangezien het politieke klimaat voor alles wat atomair is geworden onverbiddelijk is geworden, de toepassing van atoomenergie op ruimteverkenning is gedwarsboomd.
"Ondanks een opmerkelijk atoomveiligheidsrecord heeft een kleine maar krachtige politieke coalitie zich met succes verzet tegen zulke onschadelijke apparaten als NASA's Apollo SNAP-27-generator", aldus Woodfill. "De angstfactor die wordt toegeschreven aan NASA's Apollo-atomaire stroomgenerator was gebaseerd op de dreiging van een explosie van het lanceerplatform of overdreven beweringen dat een ongeval de atmosfeer van de aarde zou besmetten en uiteindelijk de dood voor velen zou veroorzaken. Het is verbazingwekkend dat dergelijke groepen overduidelijke dagelijkse sterfgevallen in auto's kunnen negeren, maar het publiek alarmeren met valse atoombedreigingen. ”
Woodfill zei dat de oppositie tegen RTG's zeer ongelukkig is geweest omwille van menselijke en robotachtige verkenning van het zonnestelsel.
"De beperking van traditionele raketbrandstoffen verbetert de voortstuwing van handicaps", zei hij, "en de afgelopen vijf decennia is er weinig vooruitgang geboekt in de specifieke verbetering van raketmotoren die bekend staat als de ISP."
Bovendien kampt NASA al enkele jaren met een tekort aan RTG's voor het aandrijven van robotachtige ruimtevaartuigen, waardoor de reikwijdte en levensduur van missies naar de verre uithoeken van ons zonnestelsel worden beperkt.
Voor Apollo 13 had het SNAP-27-apparaat uiteindelijk op de maan moeten blijven, maar natuurlijk landde de lander niet, dus het zou, samen met de atomaire generator, de atmosfeer van de aarde opnieuw binnenkomen en ergens op onze planeet terechtkomen.
Het duurde niet lang na het ongeval op Apollo 13 dat NASA werd gecontacteerd door de Atomic Energy Commission (AEC) over waar de LM zou terugkeren en verbranden in de atmosfeer van de aarde.
Toen Apollo 13 de aarde naderde, bleef hun vliegroute verslechteren, ondanks de inspanningen van de bemanning. Zoals we in deel 9 van deze serie bespraken over het potentieel dodelijke cardanische slot, zonder de commandomodules en de computernavigatiesystemen om te sturen, waren alleen de landers beschikbaar en handmatig de verlamde Apollo 13-ruimtevaartuigstapel te besturen en op het juiste traject te houden was een enorme uitdaging.
Woodfill zei dat 'sleutelen' aan de terugkeergeometrie helemaal niet verstandig was, gezien hoe erg 'dubieus' de hoek en het toegangspad waren geworden, maar AEC-functionarissen drongen bij de retro-officieren aan op de oriëntatie die nodig was voor de terugkeer van de LM om het in te brengen een diepe greppel in de Stille Oceaan.
Woodfill zei dat vanuit zijn perspectief van tientallen jaren onderzoek naar de missie, de noodzaak om de SNAP-27-generator te 'deep-six' was, bijna verantwoordelijk was voor het einde van de Apollo 13-redding in een tragedie. Er was verwarring onder degenen in Mission Control en de bemanning over de oriëntatie van het ruimtevaartuig bij terugkeer. Woodfill zei echter: een onbedoelde 'fout' van Lovell heeft de bemanning mogelijk daadwerkelijk gered.
"Er was een belangrijk debat tussen de twee meest ervaren retro-officieren over het overboord gooien van de maanlander," zei hij. “Het scenario van het positioneren van het commandoschip voor LM-jetson was zo onzeker dat de mannen precies tegenovergestelde opvattingen hadden over het resultaat van het selecteren van de door de AEC-wetenschappers gewenste positie. Toegevoegd aan het gevaar was Lovell's penseel met 'het schip aan de grond laten lopen', d.w.z. in cardanische vergrendeling om de AEC te plezieren.
Een onderzoekspaper uit 2009 voor AIAA geeft inzicht in het gevaar van deze momenten voorafgaand aan LM Jettison en Lovell's fout. "Pogingen om een snelle analyse uit te voeren onder hoge druk, tijdkritische noodsituaties in een ruimtevaartuig kunnen leiden tot fouten in de analyse en tot verkeerde conclusies", aldus de krant. “Zo werd het ruimtevaartuig naar de verkeerde LM / CM-scheidingspositie gemanoeuvreerd, ~ 45 graden aan de noordkant van het CM-grondspoor in plaats van de gewenste 45 graden aan de zuidkant van het CM-grondspoor. Deze houding lag dicht bij de CM IMU-cardanische vergrendeling en gecompliceerde handmatige besturing. ”
Mission transcripts onthullen de verwarring en de moeilijkheden waarmee de bemanning werd geconfronteerd. Terwijl Lovell de stapel probeerde te manoeuvreren in de juiste richting voor LM-jettison, stuurde hij een radiobericht:
Lovell: We hebben moeite met manoeuvreren, Joe, zonder het in de cardanische ophanging te krijgen ... Je hebt echter een slechte houding gekozen om uit elkaar te gaan.
Capcom: Nou, we verontschuldigen ons. Neem gewoon de tijd. Jim, we hebben nu tijd.
Lovell bleef worstelen toen het schip voortdurend de cardanische sluis naderde en hij twijfelde aan de procedure:
Lovell: Houston, waarom kan ik niet in PGNS ATT HOLD blijven voor de LM-houding?
Capcom: Wacht even, Jim.
Lovell: Ik wil hierheen komen, Joe, om te voorkomen dat ik in de cardanische ophanging kom. Ik heb het gieren op ongeveer - ik zou zeggen bijna 50 graden.
Capcom: Roger dat. Blijf gewoon uit de cardanische vergrendeling en die 45 graden is niet kritisch - dat wil zeggen uit het vliegtuig.
Desalniettemin blijkt uit een Apollo 13-rapport na de missie dat kort voor de LM de Retro-officier Chuck Deiterich de Flight Director adviseerde dat de LM niet in de juiste oriëntatie voor scheiding was. "De telemetrie gaf aan dat we 45 graden noordelijk waren geklapt in plaats van 45 graden zuidelijker", zegt het rapport, dus het schip stond 90 graden uit de bocht voordat LM werd afgeworpen.
De LM-afsluiting was echter aan de gang en er was geen kans om de stuwraketten te gebruiken om van houding te veranderen. Het rapport vervolgt: “Er werd geen correctie ondernomen, omdat de scheiding minimaal 4.000 voet was bij het binnenkomen van de interface, en waarschijnlijker zou zijn 8000 voet of meer. Daarom is er geen poging gedaan om de houding te veranderen. ”
"Omdat de geleidingscomputer van de LM de afgeworpen houding handhaafde, kon de bemanning de assemblage niet langer sturen tot de LM-release", legt Woodfill uit. 'En toen ontstond er een vreselijk bedreigende gebeurtenis. Om de gewenste houding te behouden om ervoor te zorgen dat het SNAP-27-plutonium in de oceaan landde, verplaatste de computer van de LM het platform van het commandoschip in een cardanische vergrendeling. Het was te laat om opnieuw de LM binnen te gaan. De tijd om de luiken te ontgrendelen zou te groot zijn. '
Maar ondanks het waarschijnlijke verlies van controle, werd de LM op de een of andere manier weggegooid net voordat de Command Module cardanische vergrendeling bereikte.
"Niet, zo werd later ontdekt, heeft Jim Lovell de houding eigenlijk ten onrechte 90 graden van de gewenste afgeworpen positie geplaatst, een potentieel fatale cardanusvergrendeling zou zijn gebeurd," zei Woodfill. "Het was alsof ondanks het meningsverschil tussen de retro-experts en de resulterende verwarring tussen Mission Control en de bemanning, en toen Lovell's fout, geen van de misstanden van het hele scenario resulteerde in de gevreesde cardanische vergrendeling. Bovendien kwam de SNAP-27 op een optimale locatie in de Stille Oceaan terecht. Twee fouten maakten inderdaad een recht. Het geleidingsplatform van de toegangscapsule werd stabiel en was klaar voor terugkeer. "
Deiterich vertelde Space Magazine echter dat het landingspunt met betrekking tot de LM-jethouding niet erg werd beïnvloed door het noorden of het zuiden. Maar om een maximale scheiding bij binnenkomst te verzekeren, was de zuidelijke richting eigenlijk tegengesteld aan de noordelijke richting die de bemanning zou vliegen.
'Toen ik me realiseerde dat ze zouden sluiten, zei ik tegen Kranz dat we de huidige houding zouden kopen', zei Deiterich via e-mail. “De scheidingssnelheid in het vlak was voldoende om een redelijke scheiding in het benedenbereik te verzekeren. We waren gewoon grondig. Weten is waarom we de afvallige houding hebben aanvaard. Ik herinnerde me de A10 Ascent-stagejett en hoe de druk tussen de CM en ASC de ASC wegdrukte, dus koos ik dit als een manier om de LM op A13 te jettten. ”
Zowel tijdens de missie als de bemanning debriefing van het raadselachtige onderwerp van die SNAP-27 verwijdering veroorzaakte verwarring. Dagen later tijdens de debriefing leek de bemanning niet te begrijpen wat er aan de hand was met betrekking tot het aandringen van de grondcontrole op het aannemen van een dergelijke specifieke afwerprichting voor de maanmodule. Op de een of andere manier leken ze zich niet bewust te zijn van de problemen met de SNAP-27-atomaire generator, een probleem dat waarschijnlijk de aarde niet zou bedreigen, maar in elk opzicht het leven van Lovell, Swigert en Haise zou bedreigen.
'We waren heel dicht bij gimbal lock,' zei Lovell in de missie-briefing. “Ik vroeg me af of de houding van LM SEP zo kritisch was. Was het zo cruciaal om die houding te hebben, of zou het beter zijn geweest om weg te blijven van cardanische vergrendeling in de CM? '
Lovell was bang dat ze geen back-uphulp hadden bij het navigeren - de Body Mounted Attitude Gyros of BMAG's. "We hadden de BMAG's niet ingeschakeld", zei Lovell in de debrief. 'Als we in de cardanische vergrendeling waren gegaan, hadden we opnieuw moeten beginnen.'
Deiterich was het daarmee eens, vooral omdat de bemanning tijd nodig had omdat de tijd voor terugkeer snel naderde. "Het manoeuvreren van de LM met de bijgevoegde CSM was niet eenvoudig", zei Deitrich via e-mail, "dus probeerde Jim het manoeuvreren uit het vliegtuig tot een minimum te beperken, toen hij daar terughoudend was om weg te gaan en ook het hele proces was gloednieuw en tijd kan dan een factor worden. '
Woodfill zei dat het hele team van Mission Control heeft geholpen de bemanning te redden - de EECOM (Emergency, Environmental, and Consumables Management) en de TELMU van de lander (Telemetry, Electrical, EVA Mobility Unit Officer) die zich bezighoudt met de milieu- en energiesystemen van het ruimtevaartuig en de ' Trench 'team van de FIDO-vluchtdynamica-officier die verantwoordelijk was voor het traject, de GUIDO-leiding- en navigatie-officier die belast was met het beoordelen van het vermogen van de ambachten om zichzelf te besturen onder astronautencontrole, en tot slot de RETRO wiens verantwoordelijkheid de aardatmosfeer binnendrong via retro-raket vuren.
"Gezien de talloze uitdagingen van Apollo 13, zou het een hele opgave zijn tussen de groepen als er zou worden gestemd op stemmen voor de uitstekende" speler "in een maandagavondvoetbalwedstrijd," zei hij. “Maar er is geen twijfel over wat de laatste notulen van de wedstrijd zouden zijn die de stem zouden winnen. Het zou de laatste groep zijn die zich bezighoudt met begeleiding en terugkeer. Dit geldt met name gezien het aantal keren dat de groep het verlies van begeleiding dwarsboomde. Zonder hen zou Apollo 13 het spel hebben verloren aan de formidabele tegenstander gimbal-lock. "
En wat is er gebeurd met de SNAP-27 van Apollo 13? In het boek "Thirteen: The Flight that Failed", Henry S.F. Cooper zei dat het plutonium blijkbaar de herintreding heeft overleefd en in de Tonga-geul ten zuiden van Fiji in de Stille Oceaan is geland, ongeveer 6-9 kilometer onder water. De exacte locatie is onbekend, maar monitoring van de gebieden heeft aangetoond dat er geen straling is ontsnapt.
Eerdere artikelen in deze serie:
Deel 4: vroege toegang tot de Lander
