Challenger Shuttle: Hätte die Besatzung überleben können?

Einer der Hauptfehler im Design des Raumtransportsystems (STS) war das Fehlen eines Fluchtsystems für die Besatzung, das vom Start bis zur Landung verwendet werden konnte.

Fluchtsysteme sind kostspielig, beanspruchen Masse, die für Nutzlast verwendet werden kann, und können selbst Probleme verursachen. Die STS-Designer hatten eine fixe Idee, dass STS ein "Flugzeug in den Weltraum" sein und mit dem Sicherheitsniveau eines Flugzeugs operieren würde. Sie kamen zu dem Schluss, dass aufgrund der ihrer Meinung nach absolut sicheren Konstruktion kein Fluchtsystem erforderlich wäre.

Beachten Sie, dass das von SpaceX vorgeschlagene Raumschiff kein Fluchtsystem hat, wobei ähnliche Gründe verwendet werden.

Nach dem Scheitern von STS-51L, das den Challenger Orbiter zerstörte und seine Besatzung tötete, wurde die Begründung für den Verzicht auf ein solches Fluchtsystem von der Presse, der Öffentlichkeit und der Regierung eingehend geprüft. Es wurden Studien zum Nachrüsten von Fluchtsystemen in den bestehenden Orbiter durchgeführt. Ein Großteil dieser Arbeit wird im NASA-Bericht IMPLEMENTATION OF THE PRESIDENTIAL COMMISSION RECOMMENDATIONS erwähnt , der die Arbeit zusammenfasst, die nach dem Versagen der STS-51L, die STS wieder in den Flugbetrieb zu bringen, geleistet wurde.

Beachten Sie, dass die Empfehlung der Rogers-Kommission bezüglich: Flucht war nur ...

Alle Anstrengungen unternehmen, um ein Fluchtsystem für die Besatzung zur Verwendung während des kontrollierten Segelflugs bereitzustellen.

...was ein "Softball" war. Eine Empfehlung, einen Start für ein Fluchtlandesystem bereitzustellen, hätte jedoch das Programm beendet, das zu dieser Zeit der einzige US-Werfer von Nutzlasten sein sollte ...

Die im September 1986 abgeschlossene Studie befasste sich mit Schleudersitzen, Traktorraketenextraktion sitzender Besatzungsmitglieder, Bodenrettung und Traktorraketenextraktion durch die Seitenluke. Jede Option berücksichtigte die Besatzungsgröße, die erforderlichen Orbitermodifikationen und den Implementierungszeitplan. Diese Optionen werden in den folgenden Abschnitten zusammengefasst.

Ein Schleudersitzkonzept, das bis zu fünf Astronauten herausziehen würde, wurde bewertet. Während des Betriebs würde dieses Konzept die Oberseiten sowohl des Besatzungsmoduls als auch des vorderen Rumpfs abwerfen, bevor die Besatzung in einzelnen Schleudersitzen aus der Öffnung geschleudert wird. Das Hinzufügen von Schleudersitzen würde eine größere strukturelle Modifikation der Überkopfkonsolen, des Flugdeckbodens, der Besatzungsmodulstruktur und der vorderen Rumpfstruktur erfordern.

Ein neues Schleudersitzdesign wäre erforderlich, da die während des Orbitalflugtestprogramms verwendeten Schleudersitze sehr groß sind und die Installation von fünf Sitzen die Nutzung der Nutzlaststation im hinteren Flugdeck des Orbiters beeinträchtigen würde. Die geschätzte erste Verfügbarkeit des Schleudersitzkonzepts ist Mitte 1990. Dieses Konzept wird aufgrund der späten Verfügbarkeit, umfangreicher Fahrzeugmodifikationen und Einschränkungen der Besatzungsgröße nicht weiterverfolgt.

Ein weiteres untersuchtes Extraktionskonzept war ein Traktorraketensystem, das bis zu sechs sitzende Besatzungsmitglieder extrahieren würde. Einmal aktiviert, würde dieses System die Oberseiten des Besatzungsmoduls und des vorderen Rumpfs abwerfen und die Besatzung mit Traktorraketen herausziehen. Dieses Konzept würde eine Modifikation des Besatzungsmoduls und der vorderen Rumpfstruktur, des Flugdeckbodens und der Überkopfkonsolen erfordern und die Nutzung der Nutzlaststation beeinträchtigen. Die früheste Verfügbarkeit dieser Modifikation ist Mitte 1990. Diese Konfiguration wird aufgrund der späten Verfügbarkeit, der Fahrzeugmodifikationsanforderungen und der Beschränkungen der Besatzungsgröße nicht mehr weiterverfolgt.

Ein Bottom-Bail-Out-Konzept, das bis zu acht Besatzungsmitgliedern einen sicheren Ausstieg ermöglichen würde, wurde ebenfalls bewertet. Bei diesem Konzept würde eine Platte an der Unterseite des Orbiters geöffnet, um eine Führungsrutsche auszufahren, die es den Astronauten ermöglicht, den Orbiter durch die Rutsche zu verlassen. Dieses Konzept würde umfangreiche strukturelle Modifikationen erfordern, einschließlich der Installation einer entfaltbaren Platte und pyrotechnischer Vorrichtungen zum Öffnen der Platte, des Entwurfs und der Installation der Rutsche und der Verlagerung einiger Teilsystemkomponenten. Änderungen könnten möglicherweise bis 1989 abgeschlossen und zertifiziert werden, aber das Konzept wird wegen der erforderlichen hochkomplexen Fahrzeugänderungen nicht in Betracht gezogen.

Das abschließend bewertete Konzept war die Flucht durch die Seitenluke unter Verwendung von Traktorraketen, um die Astronauten aus dem Orbiter zu treiben. Diese Methode, mit der bis zu acht Astronauten sicher herausgezogen werden könnten, würde eine frühzeitige Entlüftung des Besatzungsmoduls erfordern, um den Innendruck des Besatzungsmoduls mit dem Außendruck auszugleichen. Nachdem die Entlüftung abgeschlossen ist, würde die Seitenluke abgeworfen werden. Die Besatzungsmitglieder würden dann nacheinander mit den Traktorraketen aussteigen. Zu den erforderlichen Änderungen am Orbiter gehören das Hinzufügen einer Kabinenentlüftungsmöglichkeit, die Modifikation der Seitenlukenstruktur, um das Abwerfen der Luke zu ermöglichen, das Hinzufügen pyrotechnischer Vorrichtungen zum Abwerfen der Luke und die Installation des Traktorraketensystems.

Der CAIB-Bericht, Kapitel 10 , Abschnitt 10.2 Flucht und Überleben der Besatzung enthält auch eine nützliche Erörterung der Situation, die zum Weiterlesen empfohlen wird.

Ich persönlich erinnere mich an Vorschläge, eine Fluchtkapsel einzubauen, die den gesamten Mannschaftsraum enthält; Dies wird im Bericht nicht erwähnt, obwohl diese Zeitungsgeschichte darauf anspielt. Beachten Sie auch, dass die erwähnten Vorschläge für den Aufstieg wahrscheinlich unwirksam wären.

Zusammenfassend hätte von Anfang an ein Fluchtsystem vom Start zur Landung bereitgestellt werden müssen; IMHO, wenn das Design dies nicht unterstützen könnte, hätte das Design überdacht werden sollen. Das Nachrüsten eines Fluchtsystems vom Start zur Landung in das vorhandene Fahrzeug war nicht praktikabel.

Ähnliche Systeme gibt es sicherlich , aber nicht in dieser Größenordnung

Einige kugelförmige Kuhannäherungen - ein Fallschirm für einen 70 kg schweren Menschen wiegt 14 kg, was 0,2 kg Fallschirm pro kg Nutzlast ergibt.

Die Trockenmasse des Shuttles betrug etwa 165.000 kg, 1/4 davon für die Masse der Besatzung abzüglich Flügel und Rumpf für 41.250 kg ergibt ein sehr ungefähres Fallschirmgewicht von 8.250 kg oder 8 Tonnen.

Die Nutzlast des Space Shuttles beträgt etwa 29 Tonnen, also wären noch einige übrig, aber dieses System würde zwischen einem Drittel und einem Viertel der Shuttle-Kapazität verbrauchen und nur funktionieren, wenn das Shuttle während des Fluges in einer Umgebung zusammenbricht, in der der Fallschirm liegt hilft.

Das hätte Columbia nicht geholfen, hätte nicht bei Notfällen auf dem Pad geholfen, hätte wahrscheinlich nicht bei katastrophalen Ereignissen zu Beginn des Fluges geholfen und hätte Challenger wahrscheinlich nicht geholfen, da es sehr wahrscheinlich ist, dass der Zerfall während des Fluges keine Struktur hinterlassen hätte, die schwebte, wenn nicht weiter Masse als Airbags hinzugefügt. Könnte bei der Rückkehr zum Landeplatz mehr Spielraum gegeben haben.

Und eine falsche Aktivierung dieses Systems an so ziemlich jedem Punkt in einem normalen Flug wird schnell tödlich sein, also ist dies ein Sicherheitssystem, das wenig hinzufügt und aufregende Fehlermodi bringt. Das System so zu konstruieren, dass es die Mannschaftskabine im Flug trennt und als Fluchtsystem für die Besatzung fungiert, ermöglicht es ihm, über einen größeren Bereich von Bedingungen zu funktionieren (den Orbiter absichtlich aufzulösen), aber dies erhöht die Masse weiter und fügt mehr wirklich aufregende Fehlermodi hinzu, wenn beispielsweise eine Zerstörung Laden Sie nach dem Zufallsprinzip Brände auf.

Ich vermute, wenn den Astronauten 1/4 der Nutzlastkapazität für mehr Sicherheit angeboten worden wäre, hätten sie diese gerne genutzt, aber wahrscheinlich auf andere Weise als zu versuchen, die gesamte Kabine zu bergen. Elch kommt mir als Ausgangspunkt in den Sinn.

Eine Folge des Verbrauchs von Nutzlastkapazität ist, dass möglicherweise mehr Flüge geflogen werden - wenn nur 2/3 unserer Nutzlastkapazität verfügbar sind, sind 50 % mehr Flüge erforderlich, was bedeutet, dass das Programm sehr ungefähr drei große Pannen erlebt hätte. Wenn die Sicherheitsverbesserung durch die Nutzlastreduzierung nicht mindestens eine der Besatzungen rettet, macht dies die Dinge über die Lebensdauer des Programms tatsächlich gefährlicher.

Das Design für einen sicheren Weltraumflug ist ein schwieriges Problem.