Approfondimento sulle cause della distruzione dello shuttle Columbia

Onestamente non vedo correlazione.
Il Columbia non è peraltro mai stato destinato a missioni verso la ISS, e le causa primaria è stata, di fatto, la sottovalutazione dei rischi posti dagli impatti iperveloci della schiuma isolante… Che ha continuato a staccarsi anche dopo il ritorno in volo.

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Fu poi provato che un ruolo fondamentale nel “sottovalutare” quel rischio (per altro noto) era il fatto che per eliminarlo si sarebbe dovuti fare degli interventi (poi fatti) che avrebbero fatto mancare quella milestone.
Si parlò allora di “schedule pressure” che rese insensibili i dirigenti agli avvertimenti che erano arrivati dagli “operativi”

Scusami potresti portare delle prove documentali a supporto di quest’affermazione (a mio avviso molto pesante nei confronti della NASA).

Che ci fosse un rischio generico legato alle TPS (non solo le piastrelle dello Shuttle ma anche il foam dello ET) era noto praticamente dagli albori del programma.
Che ci fosse un rischio specifico rispetto al distacco del foam in particolari condizioni e fosse stato sottovalutato per fare evitare ritardi al programma ISS, scusami ma si tratta di una tua illazione assolutamente slegata dalla realtà dei fatti.

In particolare, la responsabilità dei due incidenti (Challenger e Columbia) è da attribuire alla sottovalutazione degli effetti ambientali (lancio d’inverno) rispetto ai vari componenti del sistema STS. Il Challenger pagò le estreme temperature sugli o-ring degli SRB mentre il Columbia ha pagato il ghiaccio nidificato nel foam esterno dello ET.
Più in generale si è pagato la politica americana di effettuare molte delle operazioni finali sul pad lasciando esposti, all’ambiente marino invernale, vettori invero piuttosto delicati.
Non a caso i russi, i quali hanno molto più rispetto per le condizioni ambientali, di norma tengono i loro vettori al massimo 48 ore sul pad.

Nel Challenger ci fu una certa “pressione” politica perché lo Shuttle era stato nominato del Discorso sull’Unione dell’allora presidente Ronald Reagan, ma poco o nulla ha influito sul lancio del Columbia per la sua missione di un mese in microgravità, anche se la presenza di Ilan Ramon (primo astronauta israeliano) può aver influito in qualche misura.

Ecco il rapporto della commissione d’inchiesta

CAIB_lowres_chapter6.pdf (1,4 MB)

Vai al paragrafo 6.2 dove si parla esplicitamente di pressioni per rispettare la scadenza "Space Station Core Complete”

Ma in generale se cerchi “schedule pressure” troverai varie affermazioni del tipo

At times, the pressure to meet the flight schedule appeared to cut short engineering efforts to resolve the foam-shedding problem.

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Ok prendo atto del fatto che il CAIB lo riporta e ti ringrazio per avermelo segnalato.

Le “pressure” sono pane di tutti i giorni per chi lavora nel campo spaziale.

A mio avviso la vera “root cause” è sempre quella economica piuttosto che quella meramente temporale (anche se c’è sempre un rapporto di causa ed effetto tra le due) come riportato a pag.139:

“When a program agrees to spend less money or accelerate
a schedule beyond what the engineers and program managers
think is reasonable, a small amount of overall risk is
added. These little pieces of risk add up until managers are
no longer aware of the total program risk, and are, in fact,
gambling. Little by little, NASA was accepting more and
more risk in order to stay on schedule.”

Far rientrare il Columbia al VAB o posporre il lancio in tempi migliori (anche meteorologicamente) avrebbe salvato la navetta (così come il Challenger) ma avrebbe avuto un costo significativo (non solo politico oppure in termini di immagine).
I problemi tecnici dello Shuttle erano sempre stati là, il punto è che poi la NASA ha dovuto fare sempre di più con meno.

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In realtà il tempo metereologico non ha svolto alcun ruolo nel disastro del Columbia (contrariamente al caso del Challenger) .
Il “foam shedding” era un problema strutturale che avrebbe richiesto una riprogettazione del serbatoio. La necessità di eliminare alcune sostanze dannose per l’ambiente lo aveva aggravato negli ultimi lanci, ma si trattava di un rischio calcolato: “bassissima probabilità, altissimo impatto”.

Si è deciso di rischiare ed è andata male.
Non ci fosse stata la “scadenza politica”, forse (e dico forse) si sarebbe deciso diversamente.

Poteva capitare ad un qualunque altro lancio (anche se il Columbia - il primo Shuttle a volare - era più suscettibile). Se fosse capitato ad un volo diretto alla ISS, forse (e dico forse) si sarebbe potuto perlomeno salvare l’equipaggio, in quanto le telecamere della ISS avrebbero potuto scoprire il problema e si sarebbe potuto annullare il rientro. Sarebbe in quel caso partito un altro film (sul tipo di quello dell’Apollo 13).
Ma sul Columbia la fortuna aveva voltato le spalle alla NASA.

Per non andare troppo OT direi che sarebbe bene che non fossero mai i politici a fissare le scadenze dei programmi spaziali.
Ma mi rendo conto che è una pia illusione: è sempre stato così, dai tempi di Kennedy e dell’Apollo 1 e probabilmente senza i politici e le loro scadenze banalmente non ci sarebbero programmi spaziali.

Spero (e, in realtà, credo anche) che nel caso di Orion / Artemis i dirigenti NASA, memori anche dei disastri del passato, sappiano resistere alla “schedule pressure”

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Si e no.

Se il Columbia fosse stato lanciato con temperature più elevate (come accaduto tante volte) il “foam shedding” sarebbe avvenuto lo stesso ma senza acqua ghiacciata che ha contribuito a renderlo un proiettile a tutti gli effetti.

E’ interessante notare che la NASA, per le missioni STS-1 e STS-2 aveva dipinto di bianco lo ET, con un aggravio di peso di circa 270 kg. Non che la vernice in se risolvesse il problema ma almeno lo mitigava:

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Rileggendomi (sommariamente) il report non ho trovato nulla sulle condizioni metereologiche.
Del resto la temperatura quel giorno era di 18 gradi e il ghiaccio si è formato in quota.
Questo è il bollettino di quel giorno:

Mentre vi sono molti e chiari riferimenti allo “aggressive schedule”

Nel capitolo che ti ho segnalato:

As will become clear in the next section, most of the Shuttle
Programʼs concern about Columbiaʼs foam strike were not
about the threat it might pose to the vehicle in orbit, but
about the threat it might pose to the schedule.

e poco dopo:

The agencyʼs commitment to hold firm to a February 19,
2004, launch date for Node 2 influenced many of decisions
in the months leading up to the launch of STS-107, and may
well have subtly influenced the way managers handled the
STS-112 foam strike and Columbiaʼs as well.

Ancora:

The capabilities of the system were being
stretched to the limit to support the schedule.
Projections into 2003 showed stress on vehicle
processing at the Kennedy Space Center, on flight
controller training at Johnson Space Center, and
on Space Station crew rotation schedules. Effects
of this stress included neglecting flight controller
recertification requirements, extending crew
rotation schedules, and adding incremental risk
by scheduling additional Orbiter movements at
Kennedy.

The environment of the countdown to Node 2 and
the importance of maintaining the schedule may
have begun to influence managersʼ decisions,
including those made about the STS-112 foam
strike

During STS-107, Shuttle Program managers
were concerned with the foam strikeʼs possible
effect on the launch schedule.

Tant’è che per i program manager c’è un unica raccomandazione:

Adopt and maintain a Shuttle flight schedule that
is consistent with available resources. Although
schedule deadlines are an important management
tool, those deadlines must be regularly evaluated
to ensure that any additional risk incurred to meet
the schedule is recognized, understood, and acceptable.

E credo che questa volta lo faranno, anche se vuol dire far slittare la deadline del 2024

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Le missioni con gravi danni allo scudo termico sono state numerose a partire da STS-1.

Particolarmente eclatanti STS-27 (700 piastrelle danneggiate o perdute) e STS-118.

Il problema non e’ stato mai risolto, anche la penultima missione STS-134 ha avuto parecchie piastrelle danneggiate.

Non trovando una soluzione l’alternativa era rischiare o non volare fino allo sviluppo di un nuovo veicolo.

Il problema non sono state le condizioni meteo al momento del lancio di per se, ma il lungo periodo durante il quale il Columbia (così come il Challenger a suo tempo) furono esposti sul pad.

  1. Columbia moved to launch pad (12/09/02)
  2. Fuel line bearing issue studied (12/11/02)
  3. Telecon scheduled for additional bearing discussions (01/09/03)
  4. Shuttle countdown begins (01/13/03)
  5. Equipment stowage begins; bearing decision deferred (01/14/03)
  6. Shuttle mission preview (01/15/03)
  7. Shuttle Columbia rockets into orbit (01/17/03)
  8. Experiment activations on track (01/17/03)
  9. Astronauts ‘batting 1,000’ in space research (01/18/03)
  10. Shuttle crew works through cooling problem (01/21/03)
  11. Cooling problem lessens; science on track (01/27/03)
  12. Astronauts in home stretch of ongoing science mission (01/29/03)
  13. Updated deorbit opportunities (01/30/03)
  14. Flight director reviews entry plans (01/31/02)
  15. Shuttle Columbia destroyed in entry mishap (02/01/03)

Fonte: http://www.cbsnews.com/network/news/space/STS-107_Archive.html

In pratica si può osservare come il Columbia sia rimasto sul pad per più di un mese nel periodo di dicembre-gennaio (ovvero il peggiore persino in Florida).

La NASA non ha mai voluto apertamente ammettere che all’origine di entrambi gli incidenti dello Shuttle ci fosse una prolungata esposizione alle intemperie delle due navette sul pad, ma è patente che se così non fosse stato entrambi i disastri sarebbero stati evitati.

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Forse in teoria si sarebbe potuto persino salvare il Columbia, nel senso che una missione di soccorso con un altro Shuttle,avrebbe potuto essere preparata con tempo e con cura,ed avrebbe potuto portare il necessario per riparare il danno con qualche EVA.
Immagino che Comandante e Pilota si sarebbero incaricati di riportare giù il Columbia,mentre il resto dell’equipaggio sarebbe rientrato con il secondo Shuttle.

Questa circostanza fu discussa e ridiscussa all’epoca.

Per arrivare ad una situazione del genere il Control Team avrebbe dovuto ammettere apertamente l’esistenza di un problema grave e potenzialmente catastrofico, ma si preferì sottostimare/ignorare/passare sotto silenzio.

Ma d’altra parte cosa avrebbe potuto fare la NASA in assenza di prove certe dell’esistenza del buco nel bordo di attacco della semiala sinistra?
Come avrebbero potuto prendere coscienza dei danni? Se il Columbia:

  1. Non poteva effettuare EVA
  2. Non poteva raggiungere la ISS
  3. Non poteva essere efficacemente fotografato dai satelliti IMINT del NRO (cosa realmente presa in considerazione)

Anche presa coscienza del danno una eventuale “missione di soccorso” poteva funzionare solo in un film tipo “abbandonati nello Spazio”, nella realtà sarebbe stata quasi impossibile ed avrebbe posto sotto rischio un’ulteriore navetta ed il suo equipaggio.

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Potresti portare delle prove documentali a supporto di quest’affermazione (a mio avviso molto pesante nei confronti della NASA).

Nessuno ignorò o passò sotto silenzio il problema. Semplicemente fu fatta una stima sbagliata del punto di impatto e pure dell’entità del corpo impattante ritenendo (in assoluta buona fede) il danno non troppo grande e comunque sicuro per il rientro. Per questo motivo non venne ordinato all’equipaggio di effettuare una EVA per ispezionare la zona d’impatto. Poi come è andata a finire tutti lo sappiamo.

io avevo sempre “sentito” che non potevano fare EVA, e ho dato per scontato che volesse dire che non avevano a bordo l attrezzatura necessaria, sapevo sbagliato?
grazie

CAIB Report Volume 1 (August 2003), pagg. 140-141:

“As soon as the Intercenter Working Group report was distributed, engineers and technical
managers from NASA, United Space Alliance, and Boeing began responding. Engineers and
managers from Kennedy Space Center called engineers and Program managers at Johnson
Space Center. United Space Alliance and Boeing employees exchanged e-mails with details of the initial film analysis and the work in progress to determine the result of the impact. Detailsof the strike, actions taken in response to the impact, and records of telephone conversations were documented in the Mission Control operational log. The following section recounts in chronological order many of these exchanges and provides insight into why, in spite of the debris strikeʼs severity, NASA managers ultimately declined to request images of Columbiaʼs left wing on-orbit.

Pag 145:

"This entry illustrates, in NASA language, an initial attempt by managers to classify this bipod ramp foam strike as close to being within the experience base and therefore, being almost an “in-family” event, not necessarily a safety concern. "

Pag 149:

From: SCHOMBURG, CALVIN (JSC-EA) (NASA)
Sent: Tuesday, January 21, 2003 9:26 AM
To: SHACK, PAUL E. (JSC-EA42) (NASA); SERIALE-GRUSH, JOYCE M. (JSC-EA) (NASA); HAMILTON, DAVID A.
(DAVE) (JSC-EA) (NASA)
Subject: FW: STS-107 Post-Launch Film Review - Day 1

FYI-TPS took a hit-should not be a problem-status by end of week.

Pag 158:

-----Original Message-----
From: CAIN, LEROY E. (JSC-DA8) (NASA)
Sent: Thursday, January 23, 2003 12:07 PM
To: JONES, RICHARD S. (JSC-DM) (NASA); OLIVER, GREGORY T. (GREG) (JSC-DM4) (NASA); CONTE, BARBARA A.
(JSC-DM) (NASA)
Cc: ENGELAUF, PHILIP L. (JSC-DA8) (NASA); AUSTIN, BRYAN P. (JSC-DA8) (NASA); BECK, KELLY B. (JSC-DA8)
(NASA); HANLEY, JEFFREY M. (JEFF) (JSC-DA8) (NASA); STICH, J. S. (STEVE) (JSC-DA8) (NASA)
Subject: Help with debris hit
The SSP was asked directly if they had any interest/desire in requesting resources outside of NASA
to view the Orbiter (ref. the wing leading edge debris concern).
They said, No.
After talking to Phil, I consider it to be a dead issue.

Riassumendo, pag 167:
MISSED OPPORTUNITIES

  1. Flight Day 4. Rodney Rocha inquires if crew has been asked to inspect for damage. No response.
  2. Flight Day 6. Mission Control fails to ask crew member David Brown to downlink video he took
    of External Tank separation, which may have revealed missing bipod foam.
  3. Flight Day 6. NASA and National Imagery and Mapping Agency personnel discuss possible
    request for imagery. No action taken.
  4. Flight Day 7. Wayne Hale phones Department of Defense representative, who begins identifying imaging assets, only to be stopped per Linda Hamʼs orders.
  5. Flight Day 7. Mike Card, a NASA Headquarters manager from the Safety and Mission Assurance Office, discusses imagery request with Mark Erminger, Johnson Space Center Safety and
    Mission Assurance. No action taken.
  6. Flight Day 7. Mike Card discusses imagery request with Bryan OʼConnor, Associate Administrator for Safety and Mission Assurance. No action taken.
  7. Flight Day 8. Barbara Conte, after discussing imagery request with Rodney Rocha, calls LeRoy Cain, the STS-107 ascent/entry Flight Director. Cain checks with Phil Engelauf, and then delivers a “no” answer.
  8. Flight Day 14. Michael Card, from NASAʼs Safety and Mission Assurance Office, discusses the imaging request with William Readdy, Associate Administrator for Space Flight. Readdy directs that imagery should only be gathered on a “not-to-interfere” basis. None was forthcoming.

L’idea di una EVA (Extra Vehicular Activity), anche se tecnicamente possibile, non è mai emersa dal momento che nessuno degli astronauti era stato addestrato per una simile evenienza (ovvero osservare da vicino il bordo d’attacco delle semiali dello Shuttle).

Come si vede, sebbene i tecnici della NASA avessero correttamente identificato un potenziale problema catastrofico, il management non fece sostanzialmente nulla.
Se non è questo passare sotto silenzio non so cosa lo sia…

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Esatto. Non si legge ne si evidenzia in nessun passaggio sopra riportato che ci siano stati dei volontari “insabbiamenti”, anche perché se così fosse qualcuno sarebbe ancora in galera per omicidio plurimo.

La decisione di non procedere con una EVA (tecnicamente possibilissima) per valutare il danno venne presa sulla base del rapporto di chi svolse le simulazioni di impatto, le quali non mostrarono un danneggiamento tale da pregiudicare il rientro.

Naturalmente quelle simulazioni furono sbagliate, sottostimando parecchio i danni reali. E chi prese la decisione di non procedere oltre nelle indagini lo ha fatto fidandosi ciecamente di quelle simulazioni. Questi furono i due errori principali che portarono al disastro ma entrambi vennero commessi in buona fede.

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Io non ho scritto insabbiamento, proprio perché l’errore è stato di tipo manageriale ovviamente senza dolo o intenzione.
Cionondimeno la catena di eventi dimostra una inerzia decisionale dovuta alla consuetudine unita ad una scarsa attitudine decisionale di chi poteva fare qualcosa e non l’ha fatto.
Dunque il problema è stato sottostimato nonostante i ripetuti warning ed è stato alla fine messo sotto silenzio da una lunga sfilza di “no” alla richiesta di intraprendere azioni investigative quando il Columbia era ancora in volo.
Tutto questo emerge chiaramente dal CAIB.
Ciò che ha causato il disastro è stato un gap culturale unito ad una scarsa propensione ad assumere i rischi professionali.
No mi spiace non è stato dolo ma non si è mai trattato solo di un “incidente”, non lo merita la memoria dei sette astronauti morti…

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Si,infatti in quel caso la situazione era quella che tu ricordi.

Il mio what if riguardava semmai uno scenario in cui lo stesso incidente capitato al Columbia fosse invece accaduto nel corso di una delle missioni dello Shuttle verso la ISS.
In quel caso,se fosse avvenuto in quel contesto,e non durante quel particolare volo di Columbia, allora si sarebbe certamente inviata una missione di soccorso/riparazione,dopo diverse settimane durante le quali l’equipaggio dell’Orbiter in avaria sarebbe rimasto al sicuro sulla ISS.

Circa la missione del Columbia però,ricordo di aver letto che se all’epoca se si fosse stati consapevoli del destino che attendeva gli Astronauti al rientro, la politica ed i media avrebbero costretto la NASA a tentare una missione di soccorso,o la va o la spacca con un altro Shuttle.
L’alternativa (cioè lasciare consapevolmente gli Astronauti al loro destino) sarebbe stata fatale per la NASA.

se svacco in politica cancellatemi pure, ma li conoscete gli americani e la loro retorica del “non si lascia nessuno indietro”? Se ci fosse stata la consapevolezza dell impossibilita del rientro avrebbero rischiato il tutto per tutto per inviare una missione di soccorso. Se fosse andata bene sarebbe stato un successo immenso, se avesse fallito a costo di perdere un altro equipaggio e un altro shuttle bush avrebbe fatto un bellissimo discorso pieno di retorica e di valori.
Lasciare l equipaggio al suo destino avendo coscienza che non sarebbero sopravvissuti al rientro era una opzione percorribile solo avendo l assoluta certezza che questa decisione non sarebbe mai venuta a conoscenza del pubblico. Io non so quante persone sarebbero state a conoscenza di questa cosa, ma se fossero state piu di 2 qualcuno prima o poi avrebbe parlato, confessato, scritto un libro, mandato una lettera anonima. Nessun decisore politico avrebbe mai percorso questa strada. Ho appena visto la serie sul challenger su netflix, non so quanto storicamente attendibile sia, ma se lo fosse qui un timidissimo tentativo di insabbiamento ci fu, ma parecchia gente sia in morton thiokol che in nasa parlo dopo poche settimane.
Non sono minimamente qualificato per confrontarmi su un qualsiasi tema tecnico con chi scrive su questo forum abitualmente, ma da appassionato di storia, cultura e politica americana per me questo ragionamento chiude qualsiasi spazio all opzione del “sapevano ma non ci hanno manco provato”. Ovviamente è solo una mia opinione personalissima

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Concordo in parte con questa osservazione. Un manager di attività ad alto rischio ha comunque la responsabilità di decidere se una eventuale missione di soccorso aumenta o riduce il rischio di perdite umane. In quel momento lo scenario era più simile al disastro del challenger che non ad un evento inverosimile.
Sapevano che il problema degli impatti causava danni, non avevano un rimedio immediato per poter lanciare la missione di soccorso con un rischio minore di quella da soccorrere, ci si sarebbe affidati alla…statistica? Non sono situazioni banali da gestire…tutt’altro.

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