Первой катастрофой с участием американського челнока стала авария в миссии STS-51L 28 января 1986 года, из-за которой погибли семь астронавтов и космический корабль Challenger.
Накануне запуска
В тот день на орбиту впервые должен был подняться простой американец – школьная учительница Шарон Криста МакОлифф из городка Конкорд. Полет «Челленджера» планировался на 6 суток. Астронавтам предстояло запустить спутник ретранслятор «TDRS-B» и научный аппарат «Spartan 203» для наблюдения кометы Галлея. Этот спутник после двух суток автономной работы нужно было забрать и вернуть на Землю.
28 января температура в тропической Флориде упала до -6°C. Важным является то, что представители фирмы Morton Thiokol, разработавшей твердотопливные ускорители шаттла, отказались поставить подпись под допуском корабля к старту. Они настаивали, чтобы запуск не производился при температуре ниже +11.7°C. Официального предела по температуре в то время не было, зато была настораживающая статистика: с начала 1984 года в девяти полетах были отмечены случаи повреждения кольцевых уплотнений в стыках между секциями ускорителей. Эти уплотнения по проекту вообще не должны были подвергаться воздействию раскаленных газов, но на деле точечные прогары первого уплотнения происходили часто.
Запуск уже запаздывал на пять суток и при угрозе дополнительных переносов полёта для NASA такая задержка «Челленджера» была неприемлема. В ночь на 28 января только под давлением представителей центра имени Маршалла, возглавлявшего работы по ускорителям, руководство Morton Thiokol дало гарантии, что повреждения уплотнений не будут существенно больше, чем во время запуска шаттла «Дискавери» по программе 51-C. Руководству «выше», в группу управления полетом в Хьюстоне, об этих разногласиях сообщать не стали.
Хронология событий
Ровно в 11:38 по местному времени Космическая транспортная система оторвалась от старта. Замерзшие уплотнения работали неудовлетворительно, и в первые секунды полета из стыка хвостовой и второй секций правого ускорителя шли клубы серого дыма. Затем щель закрылась и почти минуту не проявляла себя. Корабль прошел зону дросселирования маршевых двигателей и центр управления полётом дал команду на увеличение тяги.
На 59-й секунде, в зоне очень сильных порывистых высотных ветров и в момент максимального скоростного напора, из стыка начало бить пламя. К несчастью, направление факела пламени оказалось в сторону стенки внешнего бака.
На 65-й секунде полета огонь прожег водородный бак, и началась утечка топлива. На высоте 14 км на 73-й секунде полета оторвалась нижняя стойка крепления правого ускорителя, и, повернувшись относительно верхней стойки, многотонная махина снесла правое крыло «Челленджера» и пробила кислородный бак. Одновременно оторвалось нижнее днище водородного бака. Началось взрывоподобное горение водорода в кислороде. На остатках тяги останавливающихся двигателей корабль вышел из зоны горения, но асимметрия была так велика, что в течение нескольких секунд корабль потерял ориентацию и разрушился на части в потоке набегающего воздуха.
Через 25 секунд после катастрофы кабина с семью астронавтами поднялась на высоту 20 км и в течение еще 140 секунд падала в океан. Именно удар о его поверхность со скоростью 93 м/с убил астронавтов – само разрушение корабля не сопровождалось сильными перегрузками. Этот страшный вывод подтвердило исследование кабины, найденной в начале марта на дне на глубине 27 метров. Среди разбросанных обломков удалось найти четыре аварийные кислородные маски, и три из них оказались использованными.
Комиссия по расследованию катастрофы
Комиссия пришла к выводу, что определяющими факторами, приведшими к катастрофе, послужили «недостатки корпоративной культуры и процедуры принятия решений NASA». По сути, выводы комиссии были прямым обвинением в адрес NASA – руководство полетами виновато в гибели людей и космического корабля.
То, что произошел прогар стыка секций ускорителей, стало ясно уже после детального просмотра пленок стартовых кинокамер. Физическую причину – потерю эластичности фторуглеродного материала уплотнительных колец из-за охлаждения ниже допустимых пределов – нашел и доказал член комиссии, знаменитый ученый и нобелевский лауреат Ричард Фейнман. Конструкция стыка с двумя уплотнительными кольцами была признана неудовлетворительной и требующей коренной переделки.
В 1986–1987 году компания Morton Thiokol разработала новую конструкцию стыков сегментов ускорителей с третьим уплотнительным кольцом. Испытания проводились уже при отрицательных температурах и с специально сымитированными производственными дефектами. 18 августа 1988 года «прожгли» первый серийный ускоритель, в котором было предусмотрено 14 отдельных дефектов во всех стыках, кроме одного. Несмотря на это двигатель отработал без прогара. Новая конструкция оказалась удачной.
Среди рекомендаций комиссии помимо переделки в первую очередь конструкции ускорителя, были предоставлены различные организационные меры и важнейший пункт: возможность аварийного спасения. После испытательных полетов, проводимых ещё до орбитальных запусков, шаттлы не имели систем спасения. Но сделать кабину орбитального корабля катапультируемой и спасаемой даже после катастрофы не сочли возможным. Масса корабля увеличилась бы настолько, что он просто не смог бы нести груз.
Итог
Руководство управления полётами обладало статистикой по повреждениям кольцевых уплотнений в стыках между секциями ускорителей в девяти миссиях до этого, однако не предпринимало решений данной проблемы, которая стала причиной страшной катастрофы. Помимо этого космический центр имени Маршала отказался слушать представителей фирмы, разработавшей твердотопливные ускорители шаттла, которые настаивали на отмене запуска. Ключевыми стали экономические затраты, которые последовали бы из-за переноса полёта. Недостатки процедуры принятия решений были подтверждены расследовавшей комиссией.
Читайте также статью про катастрофу шаттла «Колумбия»: