Prom kosmiczny Challenger wystartował dokładnie 28 lat temu z misją STS-51F. I była to jedyna w historii promów kosmicznych misja która zakończyła się ATO (abort to orbit). ATO to jeden ze sposobów awaryjnego przerwania misji promu – sposobów tych było cztery:
- Pierwszym, bardzo ryzykownym sposobem przerwania misji był powrót do Kennedy Space Center – RTLS (return to launch site). Ten sposób był możliwy tylko w pierwszych czterech minutach lotu i tylko jeżeli działał conajmniej jeden z silników SSME. Prom kosmiczny leciał by wtedy po zaplanowanej trajektorii aż do momentu wypalenia się rakiet na paliwo stałe, po ich odrzuceniu prom odwracał się tyłem i wyhamowywał do zera by następnie rozpędzić się do prędości wystarczającej na powrót do KSC. Gdy prędkość była odpowiednia, prom odrzucał pomarańczowy zbiornik i leciał dalej lotem ślizgowym. W przypadku awarii dwóch lub trzech silników SSME, prom po odrzuceniu rakiet bocznych i zbiornika paliwa zawracał by w stronę KSC a po osiągnięciu odpowiedniej wysokości astronauci wyskakiwali by na spadochronach a prom kończył w Atlantyku. Powód dla którego ten sposób zawracania możliwy był tylko przez pierwsze cztery minuty jest bardzo prosty – po ponad czterech minutach pracy silników SSME nie było wystarczająco paliwa by dokonać zawrotu i dolecieć do KSC.
- Drugim, trochę mniej ryzykownym sposobem przerwania misji był tzw. TAL (Transoceanic Abort Landing – awaryjne lądowanie transoceaniczne). W tym wypadku po wyłączeniu silników, prom lotem ślizgowym doleciał by do jednego z pasów startowych w Europie – pasów tych było cztery – jeden we Francji, dwa w Hiszpanii i jeden w Anglii. Możliwość takiego sposobu przerwania misji istniała od mniej-więcej dwóch i pół minut lotu aż do wyłączenia silników.
- Trzeci sposób przerwania misji nazywał się AOA (abort once around – przerwij, raz dookoła) – w tym wypadku prom kosmiczny obleciał by Ziemię dookoła i wylądował w KSC po jednej orbicie. Ten sposób przerwania misji nie miał własnego przełącznika na konsoli (wybierało się go przez wybranie opcji TAL-AOA), gdyż możliwy był w bardzo wąskim zakresie czasu (na granicy TAL i ATO).
- Ostatni sposób przerwania misji nazywał się ATO (abort to orbit – przerwij na orbitę) – prom docierał w kosmos, ale nie na zaplanowaną orbitę. To właśnie ten sposób przerwania misji wybrano w przypadku STS-51F
Warto też wiedzieć że przed katastrofą Challengera, szanse załogi na przeżycie w przypadku awarii więcej niż jednego silnika SSME były troszkę ograniczone – w przypadku awarii dwóch lub więcej silników SSME w pierwszych 350 sekundach lotu (lub awarii silnika w czasie RTLS), załoga nie miała szans przeżycia jako że żaden z modów przerwania misji nie był możliwy. Dopiero po katastrofie Challengera zamontowano w pozostałych promach kosmicznych wyjście awaryjne i wyposażono astronautów w spadochrony poozwalając im opuścić pojazd w sytuacji gdy dotarcie do któregoś z pasów startowych było by niemożliwe.
Co więc stało się w czasie lotu STS-51F? Trzy minuty, 31 sekund po starcie wysiadł jeden z czujników temperatury na wylocie turbiny pompującej paliwo. Czujnik ten (jak wszystko w promie) jest zdublowany, więc nic złego się nie stało. Ale niestety dwie minuty, 12 sekund później wysiadł drugi z czuników temperatury tej turbiny. Komputer sterujący silnikiem, nie wiedząc jaka jest temperatura na wylocie turbiny wolał nie ryzykować eksplozji i wyłączył silnik. W tym momencie Challenger był na wysokości 58 mil morskich i w odległości 275 mil morskich od KSC. Powrót do KSC nie był już możliwy, do wyboru zostawało albo lądowanie awaryjne, albo ATO. Decyzja o tym który z wariantów wybrać zależała przede wszystkim od tego, gdzie upadnie pomarańczowy zbiornik. Inżynierowie policzyli szybko, że przy ATO zbiornik spadnie do Pacyfiku i zdecydowano się na Abort To Orbit. Poinformowano o tym załogę, która przełączyła przełącznik pracy komputera w tryb ATO. Komputer błyskawicznie obliczył że do osiągnięcia orbity prom jest za ciężki i że trzeba się pozbyć ponad 2 ton paliwa do silników manewrowych. Nastąpiło to w ciągu następnych kilku sekund – paliwo zostało wyplute silnikami manewrowymi, przy okazji dając dodatkowy ciąg promowi.
Po siedmiu minutach lotu prom osiągnął odpowiednią prędkość przy której nawet awaria drugiego silnika pozwalała na lądowanie awaryjne. Jako że sytuacja wydawała się częściowo opanowana, to inżynierowie kontrolujący lot włączyli spowrotem monitorowanie temperatury silników przez komputery (wcześniej było ono automatycznie wyłączone przez uruchomienie trybu awaryjnego).
Ale okno w którym lądowanie awaryjne (w sytuacji gdy wysiadł by następny silnik) byłoby możliwe bez trafienia pomarańczowym zbiornikiem w obszar zamieszkały zamknęło się w okolicach 8 minut 8 sekund lotu. A pięć sekund później nastąpiła jeszcze jedna awaria – tym razem wysiadł czujnik temperatury następnego z silników. Do tego drugi z czujników wskazywał temperaturę na granicy krytycznej. Do wyłączenia drugiego z silników brakowało dosłownie kilku sekund (jeżeli przez 3 sekundy temperatura utrzymuje się powyżej dozwolonej, to komputer wyłącza silnik).
I w tym momencie jedna z inżynierek nadzorujących lot – Jenny Howard – podjęła bardzo ważną decyzję – nakazała spowrotem wyłączyć systemy monitorowania temperatury. W ten sposób uniemożliwiła komputerowi wyłączenie silnika w sytuacji gdyby wysiadł czwarty z czujników. Decyzja o tym czy wyłączyć silnik (zanim nie eksploduje) była od tego momentu w rękach osoby monitorującej ten silnik. Na szczęście silnik zachował się właściwie i nie eksplodował, a prom kosmiczny Challenger dotarł na orbitę okołoziemską. Troszkę niższą niż zaplanowana, ale pozostałe paliwo w silnikach manewrowych było wystarczające do wyniesienia promu na właściwą orbitę.
Pomarańczowy zbiornik zatonął na południe od Australii.
Gdyby nie szybka reakcja Jenny Howard, to możliwe że nastąpiło by wyłączenie drugiego z silników i nie wiadomo co było by dalej – czy promowi udało by się wylądować na jednym z lotnisk awaryjnych, czy pomarańczowy zbiornik nie uderzył by w teren zamieszkały i czy załoga wyszła by z tego cało. A jednym z astronautów lecących tym promem był Story Musgrave, którego miałem okazję poznać!
