Ошибки мировой космонавтики

Хотя новая технология была на две головы выше предыдущих, все равно при использовании твердого топлива требовался особый контроль. Несоблюдение определенных мер при работе с твердым топливом послужило причиной катастрофы шаттла «Челленджер» в 1986 году. В назначенный день старта специалисты, отвечающие за боковые ускорители, отказались подписать допуск изделия на старт. Дело в том, что температура на улице была неестественно низкой для южного штата Флорида, а именно –6 °C. Химики не могли дать гарантий, что твердое топливо и системы ускорителя будут безопасны. Минимальная допустимая температура должна быть не ниже +11 °C. Перед этим событием запуск «Челленджера» несколько раз откладывался. Дальше переносить было уже очень дорого, да и сроки поджимали. Под нажимом специалисты по ускорителю сдались и дали добро на старт при температуре выше 0 °C, чтобы хотя бы лед и иней растаяли. Ближе к середине дня воздух прогрелся до +2 °C и была дана команда к старту.

Почти сразу что-то пошло не так. Из стыка между блоками правого ускорителя пошли клубы дыма неестественного серого цвета – видимо, горело то, что гореть не должно. Тем не менее достаточно быстро ситуация нормализовалась. Но когда шаттл пролетал самый сложный участок атмосферы, где на конструкцию оказывается самое сильное влияние воздуха, из ускорителя в области стыка пошло пламя. Оно прожгло корпус ускорителя и корпус соседнего бака с жидким водородом. Тот в свою очередь тоже стал гореть. Вся конструкция шаттла из-за появления боковой силы стала терять равновесие и крениться. В конце концов ускоритель отвалился от остальной части «Челленджера» и пробил бак с водородом. Произошел взрыв.

Лед и боковой ускоритель перед стартом. NASA

Причиной трагедии стало маленькое уплотнительное кольцо между блоками ускорителя. От холода оно сжалось, и появился зазор, который в свою очередь привел к прогоранию и последующим печальным событиям. Стоит отдельно упомянуть еще одну серьезную проблему. Дело в том, что от взрыва экипаж не погиб. Однако никакой аварийной системы спасения у астронавтов не было. Двигатели, которые еще работали, отбросили кувыркающуюся кабину с астронавтами. Шаттл продолжал падать, разрушаясь от потоков воздуха. Обломки и кабина с людьми рухнули в воду с высоты 20 км. Если бы у экипажа была возможность выбраться или у кабины был бы парашют, жертв можно было бы избежать.

Сроки, что стояли в графике полета шаттлов, которые руководители программы так боялись сбить, были сдвинуты почти на два года. За это время инженерами была разработана система спасения, но, как позже оказалась, спасти она могла далеко не всегда.

Вернемся к кислороду. Для любой химической реакции требуется два вещества. В качестве окислителя для костров, печей, газовых плит, оружия, двигателей внутреннего сгорания и т. д. издавна используется кислород, пусть и неосознанно. Правда, в воздухе это газ, а в ракете он должен быть жидким. Первая проблема – а как его добыть? В атмосфере его полно – 21 %. Берем воздух и охлаждаем его до –183 °C. Все остальное, что успело стать жидким при более высокой температуре, убираем, и у нас остается жидкий кислород.

В 1933 году пуск ракеты с индексом 26 оказался неудачным. При получении кислорода инженеры допустили охлаждение до более низкой температуры (–195 °C), из-за чего стал жидким не только кислород, но и остальные газы, в первую очередь молекулярный азот, который является достаточно инертным веществом и очень плохо вступает в химические реакции. Причем азота в атмосфере гораздо больше, чем кислорода. На жидком воздухе ракета полететь, разумеется, не захотела. Похожая история происходила и в более поздние времена. Так, во время третьей попытки выполнить испытательный пуск знаменитой ракеты-носителя Р-7 («Семёрки»), которая позже запустит первый в мире спутник, кислород тоже не был чистым, однако на этот раз по другой причине. Перед стартом осуществляется продувка двигателя азотом. Это позволяет инженерам быть уверенными, что в трубопроводах нет препятствий для движения топлива. Это было важно, так как в предыдущей попытке один из клапанов банально замерз. В нем образовалась ледяная пробка. Поток азота, если такие заторы образовались в двигателе, пробил бы их или дал информацию о наличии проблемы. Плохая продувка также не раз становилась причиной аварий ракет-носителей, но в предыдущем испытании такая проверка смогла обнаружить ошибку еще до печальных последствий.

После продувки инертный газ должен был полностью выйти и больше не поступать, но из-за неверно установленного клапана азот шел в двигатель, когда его запустили. Горючее вступать в химическую реакцию с кислородом при наличии азота не стало. Ракета-носитель осталась без движения на стартовом столе.