Alles, was ich über die Challenger-Tragödie weiß, war, dass einige O-Ringe in den wiederverwendbaren Feststoffraketen-Boostern (SRBs) aufgrund der niedrigen Temperaturen an diesem Tag versagten. Ich bin gespannt, ob ein solcher Unfall passiert wäre, wenn die SRBs nicht wiederverwendbar sein müssten.
Zum Beispiel könnte jede Kupplung, die die O-Ringe verwendet hat, fest oder auf andere Weise abgedichtet sein, wenn die SRBs nicht zurückgeholt und wiederverwendet werden sollten. Oder vielleicht waren einige andere spezifische Implementierungsdetails der SRBs oder die SRBs von Natur aus nicht ideal, aber das Ziel der Wiederverwendbarkeit hat das übertrumpft.
Die O-Ringe und die Temperatur waren nur die letzten in der langen Kette von Fehlern, und das hatte mit Wiederverwendbarkeit wenig bis gar nichts zu tun.
Die Konstruktion der SRBs wäre ohne Rücksicht auf Wiederverwendbarkeit nicht viel anders. Tatsächlich sollen SRBs mit sehr ähnlichem Design in SLS verwendet werden, und sie sollen nicht wiederverwendbar sein.
Der wohl wichtigste Faktor, der für die Katastrophe verantwortlich war, war ein Missverständnis darüber, wie die O-Ringe funktionieren sollten.
Die Segmente der SRBs waren eine Folge des technologischen Prozesses; Die Booster wurden auf diese Weise hergestellt, unabhängig von den Wiederverwendbarkeitsanforderungen. Die Segmente würden mit Dichtungen verbunden, die aus den O-Ringen und ablativem Kitt bestehen. Der Kitt würde als Dichtungsmittel wirken, das den Druck hält, die Flammen am Entweichen hindert und den O-Ringen eine thermische Isolierung von den Flammen verleiht. Die O-Ringe sollten verhindern, dass der Kitt durch die extremen Verbrennungsdrücke herausgedrückt wird. Sie sollten niemals mit Flammen in Berührung kommen und sie daran hindern, zu entkommen.
Der Kitt schien nicht effizient genug zu sein – alles würde während des SRB-Brennens wegbrennen. Dann würden - die O-Ringe - die eigentlich nicht dafür gedacht sind, irgendwelchen Flammen standzuhalten - ihnen immer noch so viel standhalten, dass weniger als die Hälfte von ihnen durchbrennen würden. Und diese Tatsache – das Missverstehen der Tatsache, dass das vollständige Durchbrennen des Kitts bereits ein kritischer Fehler war, und das Behandeln des Abtragungsgrades der O-Ringe als Hinweis auf die Leistung der Dichtung – ermöglichte die weitere Verwendung des fehlerhaften Designs.
Die O-Ringe, die niemals als Flammensperre dienen sollten, nicht für eine solche Rolle getestet oder vorbereitet wurden, würden für ihre vorgesehene Aufgabe innerhalb der Spezifikationen und für die Aufgabe, für die sie nicht bestimmt waren, vollständig außerhalb der Spezifikationen arbeiten. Es war reines Glück, dass sie überhaupt als Flammenblocker funktionieren würden, und mit wechselnden Wetterbedingungen änderte sich natürlich ihr Verhalten als Flammenblocker - niemand hat sie jemals so konstruiert, dass sie es nicht tun!
Tatsächlich - die Wiederverwendbarkeit - und insbesondere die Rückgewinnung der Booster - war ein Faktor, der die Katastrophe hätte verhindern können: Die Beschädigung der O-Ringe könnte sonst unbemerkt bleiben. Dank der Reparierbarkeit der Booster wurde der Schaden bemerkt, analysiert und bei richtiger Schlussfolgerung zur Neukonstruktion und Fehlerbeseitigung geführt, z. B. Austausch des Kitts gegen einen langsamer abtragenden.
Leider wurde das Problem trotzdem ignoriert, der Schaden als "im Rahmen der Norm" akzeptiert.
Am Ende ist die Schlussfolgerung also ziemlich genau das Gegenteil von der, die Sie angedeutet haben: Wiederverwendbarkeit verhindert eher Katastrophen, als sie zu fördern; es ermöglicht, auftretende Probleme zu erkennen und zu analysieren, die bei nicht wiederherstellbaren Raketen übersehen würden, bis sich ändernde äußere Bedingungen zu einer Katastrophe führen. Es bedarf lediglich eines gründlichen Einblicks in die beabsichtigte Funktionsweise der Rakete, um aus den Beobachtungen die richtigen Schlüsse ziehen zu können. Ohne Wiederverwendbarkeit fehlen uns möglicherweise die Beobachtungen, aus denen wir Schlussfolgerungen ziehen können.
Nicht Wiederverwendbarkeit per se, sondern Design und Politik. Der Konkurrent beim Bau der SRBs für das Shuttle-Programm war Aerojet, und ihr Design war monolithisch. Mit anderen Worten, keine Segmente. Aerojet wurde tatsächlich als siegreicher Auftragnehmer ausgewählt, aber der NASA-Administrator Fletcher setzte sich darüber hinweg und gab ihn Morton Thiokol. Aerojet hatte bereits eine beeindruckende Testanlage in Florida gebaut.
Fletcher kam übrigens aus Utah.
Es wird nie bekannt sein, ob das Booster-Design von Aerojet auch fatale Fehler gehabt hätte, aber es hätte nicht den tatsächlichen Fehler gehabt, der Challenger und die Crew zum Scheitern verurteilt hätte.
Quellen
Texas Space Grant Consortium (Beschreibt Fletchers Aufhebung der Auftragsvergabe und die anschließende Kontroverse)
philly.com (Beschreibt, wie das Aerojet-Design monolithisch und vermutlich sicherer war)
Technisch gesehen waren es die O-Ringe, aber das war nicht die eigentliche Ursache. Die Hauptursache war eine schlechte Kultur bei der NASA. Die technische Lösung war einfach: Starten Sie nicht an einem so kalten Tag. In Florida müssen Sie selbst Ende Januar nur ein oder zwei Tage warten, und die Temperaturen werden wieder mild sein. Technisch versierte Leute kannten das O-Ring-Problem bei kaltem Wetter gut. Sie versuchten, diese Bedenken zu eskalieren, wurden jedoch vollständig zurückgewiesen. Die NASA hatte einen Zeitplan zu erfüllen .
Die schlechte Kultur bei der NASA war auch verantwortlich für das Feuer von Apollo 1 , die Columbia - Katastrophe (zwei Referenzen), Hubbles verkorkste Optik und viele kleinere Probleme.
Jerard Puckett
Andreas Thompson
Aron
Craig Konstantin
Vikki
Anton X