STS-1 - Un Lancio "Quasi" Perfetto

Posto qui, ed entro breve sarà disponibile anche in PDF nella Sezione Download, un “dietro le quinte” sul lancio di STS-1 narrato da James Oberg in occasione del 25° anniversario dello Shuttle. Oberg, all’epoca, lavorava al Johnson Space Center NASA e prese parte in prima persona al lancio inaugurale del Columbia.

STS-1.pdf (681,5 KB)

Tratto e tradotto liberamente da un articolo di James Oberg sul “Cosmic Log” di MSNBC: https://www.msnbc.msn.com/id/12243173/#060412b
Immagini © NASA

La prima missione dello Space Shuttle, il 12 Aprile 1981, quasi non finì pochi secondi dopo il lancio. Fortunatamente, l’inatteso problema accadde senza che nessuno se ne accorgesse, così né l’equipaggio né il Controllo Missione seppero mai quanto sarebbero stati terrorizzati dall’evento.
Per quel che ricordo, neppure la mia squadra si accorse di nulla. La mia postazione di lavoro era nella “Staff Support Room”, collegata alla console della Propulsione nella sala principale del Centro Controllo Missione, ed il nostro compito era di monitorare i motori ed i serbatoi associati al Sistema di Controllo a Reazione (l’RCS, 42 piccoli razzi presenti sulla prua e sulla coda dello Shuttle Columbia) ed al Sistema Orbitale di Manovra (l’OMS, cioè i due motori più piccoli posti vicino agli ugelli principali). Il nominativo di chiamata (Call Sign) della postazione principale era “Prop”, quello del mio collega più esperto era “OREO” (abbreviazione di OMS/RCS Engineering Officer), mentre io rispondevo al nome di “Consumables”, tenevo d’occhio gli indicatori dei propellenti.

Tutti ci rendevamo conto che, prima di allora, nessuno aveva mai fatto volare un’astronave del genere. Non solo non era stata collaudata, ma neppure era stata costruita perché la si potesse collaudare in un volo senza equipaggio. Erano state ideate numerose procedure di emergenza, e l’equipaggio aveva a disposizione i sedili eiettabili e le tute pressurizzate originariamente previsti sull’aereo spia SR-71 Blackbird. Ma l’intero team era galvanizzato dal giusto mix di controllato timore e brillante ingenuità, nonché dall’impressione che, alla fine, tutto sarebbe andato per il meglio.
A differenza di milioni di altre persone, noi non avevamo a disposizione un collegamento televisivo per seguire il lancio, era stato proibito perché giudicato una distrazione. Invece fissavamo schermi pieni di tabelle con numeri e grafici, e pannelli con luci di allerta, rosse, gialle e verdi, che indicavano singoli eventi e livelli di attenzione. Ci eravamo addestrati per due anni a riconoscere qualunque problema che avrebbe potuto richiedere un rapido cambio di programma per gli Astronauti a bordo della navetta. Parte dell’addestramento era proprio indirizzato all’eliminazione di ogni fattore esterno che avrebbe potuto distrarci da ciò che avevamo veramente bisogno di sapere.

Quello che non vedemmo, e che fortunatamente nemmeno l’equipaggio vide, fu ciò che accadde esattamente quando i tre motori principali dello Shuttle presero vita e, subito dopo, i suoi due massicci razzi a combustibile solido (gli SRB) si accesero per far staccare da terra il complesso spaziale. Nessuno aveva mai potuto collaudare questi motori tutti insieme, accendendoli contemporaneamente in un lancio simulato o in qualche altra struttura a terra. E nessuno considerò seriamente la gravità di quello che poi avvenne.
L’accensione degli SRB lanciò un torrente di fuoco verso il basso, dentro alle cavità presenti sotto la piattaforma di lancio, dove superfici parafiamma incanalavano il flusso rovente verso l’esterno, a lato della rampa. Se alcuni volatili ed altri animali più sfortunati si trovavano in quella zona, venivano carbonizzati all’istante, servendo da lauto pasto per altri predatori nei giorni a venire. Ma le fiamme non vennero tutte deviate in sicurezza. (continua)

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Nei primissimi istanti di accensione degli SRB, alcuni grani di carburante solido incombusto si staccarono dall’interno dei razzi a causa delle vibrazioni. A differenza dei tradizionali razzi a polvere, che di solito bruciano il propellente dal fondo verso la cima, gli SRB hanno una lunghissima cavità centrale che va dalla punta all’ugello di scarico, ed il dispositivo di accensione, in pratica un’altro piccolo motore a razzo, spara la sua fiammata dall’alto verso il basso, per accendere contemporaneamente tutta la superficie interna di questo cilindro. Proprio questa accensione sparò fuori alcuni frammenti di propellente insieme al primo getto infuocato.
Questi “grani” di propellente, circondati dalle fiamme, presero immediatamente fuoco, ma nel posto sbagliato, cioè non all’interno degli SRB bensì nelle cavità devia-fiamma poste direttamente sotto alla navetta. L’inaspettata esplosione proiettò una potente onda d’urto in tutte le direzioni, anche verso l’alto e contro la coda dello Shuttle che iniziava lentamente ad alzarsi dalla rampa. Il contraccolpo investì in pieno la navetta, colpendo lo scudo termico attorno ai motori ed altre parti della coda. Le sollecitazioni furono circa cinque volte superiori rispetto a quelle previste ma, d’altra parte, lo Shuttle era stato costruito con un margine di sicurezza almeno doppio rispetto al necessario. La sezione di coda si deformò temporaneamente ma resse.
L’onda d’urto travolse anche il bordo d’uscita del cosiddetto “flap di fusoliera”, cioè un pannello mobile, tipo alettone, che si estendeva all’indietro dal ventre della navetta. Durante il volo in atmosfera il suo movimento controllava la posizione della prua dello Shuttle (il beccheggio) e veniva azionato da un circuito idraulico pressurizzato tramite un generatore autonomo.
Come capimmo in seguito, fortunatamente molto in seguito, il contraccolpo forzò il flap fuori posizione, contro la sua stessa pressione idraulica interna, piegandolo di un angolo chiaramente visibile nelle immagini televisive e nella telemetria di bordo. Le valutazioni pre-volo avevano suggerito che questa deflessione forzata era eccessiva per poter operare in sicurezza. La compressione del fluido nel circuito idraulico del flap poteva essere stata sufficiente per incrinare o rompere una tubazione.
Dopo la missione, le immagini riprese dalle telecamere della rampa di lancio furono mostrate al Comandante di STS-1, John Young. La sua reazione fu dura: “Se avessi saputo che il flap era stato spostato così tanto dalla sua posizione naturale, avrei concluso che le linee idrauliche avevano ceduto, ritenendo il sistema inoperativo.”
Senza il flap di fusoliera funzionante, la discesa controllata e l’atterraggio sarebbero risultati estremamente difficoltosi, se non impossibili. I piccoli razzi dell’RCS non sarebbero forse bastati per controllare il beccheggio, e lo Shuttle avrebbe potuto diventare incontrollabile e disintegrarsi a grandissima quota e velocità. Per John Young ci sarebbe stata solo una possibilità di salvare la sua vita e quella del suo copilota, Bob Crippen. “Avrei condotto il veicolo fino ad un’altitudine di sicurezza”, affermò in seguito, “e, all’interno dell’inviluppo di volo per l’eiezione (cioè l’intervallo di quota e velocità per azionare in sicurezza i sedili eiettabili), avrei tirato la maniglia.” I due uomini sarebbero stati espulsi ed il Columbia, pochi secondi dopo, sarebbe stato distrutto dagli addetti alla sicurezza della base di lancio, tramite l’azionamento delle cariche esplosive di bordo. La preoccupazione sarebbe stata che, aspettando troppo, lo Shuttle sarebbe entrato in un regime di volo dal quale poteva risultare impossibile tornare a quote abbastanza basse per l’eiezione, se il flap di fusoliera fosse risultato effettivamente danneggiato. La decisione salva-vita avrebbe dovuto essere presa nel giro di poche dozzine di battiti del cuore. Tutto questo se qualcuno si fosse accorto del problema.

Ci sarebbero voluti anni prima che un altro Shuttle, il Challenger, fosse stato pronto al volo, se mai gli Stati Uniti avessero avuto il fegato di riprovarci. Ed i frammenti recuperati non sarebbero stati sufficienti a determinare che l’eiezione era stata decisa basandosi su un’errata valutazione. Le linee idrauliche non si erano danneggiate e funzionarono perfettamente.
Per i due giorni successivi, l’equipaggio ed il Controllo Missione verificarono con attenzione le prestazioni della navetta e tutto funzionò in maniera soddisfacente. Quando per il Columbia arrivò il momento di rientrare nell’atmosfera io non ero in turno, ma nel mio ufficio ascoltammo le comunicazioni aria-terra che confermarono che il ritorno era avvenuto in sicurezza.
Solo più tardi apprendemmo che tutti i nostri margini di sicurezza e tutte le nostre procedure, quel giorno, erano state appena sufficienti per garantire il successo del lancio. Imparammo anche che non eravamo assolutamente consci di tutti i fattori che influivano su decisioni che dovevano essere prese sul filo dei secondi. Furono lezioni importantissime, e l’esperienza fornì informazioni che sarebbero risultate essenziali per la sicurezza del volo, se fossero state seguite. La storia, purtroppo, ci insegna che troppe di queste cose furono dimenticate.

Sono MOLTO CURIOSO di leggere il pdf… :roll_eyes:

Bellissimo, grazie Fabio!

anche io aspetto di leggere tutto il pdf completo…cmq già una cosa mi sorprende molto in quanto la ho scoperta giusto pochi giorni fa vedendo un vecchio documentario su STS-1, e cioè che i piloti avevano il sedile eiettabile!!!

Sono MOLTO CURIOSO di leggere il pdf... :roll_eyes:

Coming Soon… grazie all’Admin ovviamente.

anche io aspetto di leggere tutto il pdf completo...

Cmq il testo è esattamente lo stesso che ho postato.
Certo, impaginato rende meglio.

e sopratutto gli da un aria più ufficiale di documento… 8) 8)

Che dire… lavoro ottimo, caro Fabio.
Il file PDF è pronto per il download.

Grazie Fabio!

Per quanto riguarda la storia dei sedili eiettabili, STS-1 aveva 2 persone a bordo giusto?
Gli “interni” hanno subito modifiche dopo i lanci di collaudo, immagino…forse per quello non e’ possibile installare un sistema di sedili eiettabili. Dal middeck ci sono altri problemi poi…

Articoli come questi…fanno venire la voglia di far rinascere ASTRONAUTICA per pubblicare quello di cui non si parlerà se non in un gruppo ristretto di “malati” di astronautica!!!

[i](continua)[/i]

Nei primissimi istanti di accensione degli SRB, alcuni grani di carburante solido incombusto si staccarono dall’interno dei razzi a causa delle vibrazioni. A differenza dei tradizionali razzi a polvere, che di solito bruciano il propellente dal fondo verso la cima, gli SRB …

Una piccola precisazione…
Tutti i motori a propellente solido, perfino quelli a polvere, che non siano i piccoli motori “giocattolo” della Estes, hanno un’anima vuota all’interno, di varie forme, cilindrica, a luna, a C, a stella, etc, che serve per aumentare l’area di combustione per una spinta iniziale maggiore.

Stefo

Stefo ha detto una cosa semplice che non tutti conoscono. Giusto, ma precisiamo allora che nei due segmenti superiori il grano di propellente ha la forma di una stella a undici punte e gradualmente scendendo verso il basso diventa cilindrico come nei due segmenti inferiori. Inoltre la quantità di propellente è maggiore nelle sezioni superiori.

Altro piccolo appunto. Non credo che sia vero che in caso di abbandono nave il Columbia sarebbe stato distrutto su comando da terra. Almeno, è la prima volta che sento fare questa affermazione quando già per il disastro del Challenger si dichiarava che le cariche esplosive erano poste solo sui boosters e sull’ET. Qualcuno conferma che anche sull’orbiter ci sono cariche esplosive? Già ci furono polemiche tra il KSC e Houston per il Challenger (… non siamo stati noi!) per i primi istanti dopo lo scoppio, perchè si pensò che QUALCUNO avessa dato il comando…

ciao

Cristiano

Articoli come questi.....fanno venire la voglia di far rinascere ASTRONAUTICA per pubblicare quello di cui non si parlerà se non in un gruppo ristretto di "malati" di astronautica!!!!!!!!

Vero… io preferisco sempre leggere su carta.

ciao

Cristiano

Che dire... lavoro ottimo, caro Fabio. Il file PDF è [pronto per il download.](http://www.forumastronautico.it/deletedlink.php?cat=9)

Grazie Marco.

Altro piccolo appunto. Non credo che sia vero che in caso di abbandono nave il Columbia sarebbe stato distrutto su comando da terra. Almeno, è la prima volta che sento fare questa affermazione quando già per il disastro del Challenger si dichiarava che le cariche esplosive erano poste solo sui boosters e sull'ET. Qualcuno conferma che anche sull'orbiter ci sono cariche esplosive?....

Sinceramente non so (ma non credo) che ci siano cariche esplosive anche nell’Orbiter. Nell’articolo si dice “il Columbia sarebbe stato distrutto…” ma sicuramente ci si riferisce a tutto il complesso STS. D’altronde l’esplosione di ET e SRB sarebbe più che sufficiente; la navetta, ammesso che fosse ancora integra, continuerebbe per un tratto su una traiettoria balistica per poi ricadere in mare. L’importante è non avere dei razzi o motori accesi a pieno regime che vagano senza controllo.

Articoli come questi.....fanno venire la voglia di far rinascere ASTRONAUTICA per pubblicare quello di cui non si parlerà se non in un gruppo ristretto di "malati" di astronautica!!!!!!!!

Sante parole amico. :smiley:

Chissà che non ci si riesca davvero a farla rinascere, magari in altra forma, tipo “Robot” di Vittorio Curtoni (attualmente ospitata in formato elettronico nel sito “Fantascienza.com”).

Grazie Fabio!

Per quanto riguarda la storia dei sedili eiettabili, STS-1 aveva 2 persone a bordo giusto?
Gli “interni” hanno subito modifiche dopo i lanci di collaudo, immagino…forse per quello non e’ possibile installare un sistema di sedili eiettabili. Dal middeck ci sono altri problemi poi…

I sedili eiettabili furono installati solo sul Columbia e mantenuti “attivi” solo per i primi 4 voli di collaudo, proprio perchè l’equipaggio era composto solamente da Comandante e Pilota. Per STS-5 (sempre Columbia ma equipaggio di 4 persone) furono semplicemente disattivati perchè non era pensabile dare una possibilità di eiezione solo a metà dell’equipaggio. Durante la prima grande revisione del Columbia furono poi definitivamente tolti, mentre sugli altri Orbiter (Enterprise a parte) non furono mai previsti.

I sedili eiettabili furono installati solo sul Columbia e mantenuti "attivi" solo per i primi 4 voli di collaudo, proprio perchè l'equipaggio era composto solamente da Comandante e Pilota. Per STS-5 (sempre Columbia ma equipaggio di 4 persone) furono semplicemente disattivati perchè non era pensabile dare una possibilità di eiezione solo a metà dell'equipaggio.

Quello che immaginavo.
Grazie!!

Complimenti Fabio!! Un interessantissimo documento che non conoscevo (se lo avessi saputo lo scorso 12 aprile… ti avrei dovuto citare!!!). Continua così! :wink: