Гибель «Челленджера»: как НАСА сыграло в русскую рулетку и проиграло
28 января 1986 года — печальная дата в истории освоения космоса. Американский шаттл «Челленджер» разлетелся на куски на глазах у миллионов телезрителей и родственников австронавтов. Наблюдавшие за стартом люди увидели взрыв спустя 73 секунды после старта ракеты-носителя на мысе Канаверал. Эта катастрофа стала следствием маленького конструктивного недостатка и больших организационных проблем в НАСА, которые привели к тому, что мнение менеджеров оказалось важнее мнения инженеров.
Как это было
С этого запуска должна была начаться история космического туризма: впервые на борту оказался гражданский человек — школьная учительница Криста Маколифф, победившая в конкурсном отборе. Пять месяцев она готовилась к полету наравне с астронавтами и собиралась провести первый в истории «урок в космосе». Благодаря пиару она стала чуть ли не национальным героем еще до старта, и потому для американцев это был самый ожидаемый космический полет со времен «Аполлона». Прощание с астронавтами, взволнованные лица родственников на старте, их минутное ликование, а затем шок, ужас, отчаяние, горе и страх — все это подробно транслировалось по телевидению.
Всего 73 секунды продлился полет шаттла, после чего последовал взрыв внешнего топливного бака и из облака дыма и пламени посыпались обломки — они падали прямо в Атлантический океан. Кабина экипажа не разрушилась, но рухнула с высоты 19 км и ударилась о воду со скоростью 320 км/ч, что не оставило никаких шансов на выживание астронавтам. Как будет установлено позже, трое из семерых членов команды оставались в сознании после взрыва — они успели активировать аварийную подачу кислорода. Зрители видели, как медленно приземляется парашют, и надеялись на чудо, но он служил не для спасения людей, а был прикреплен к носовой части одного из ускорителей. Тела астронавтов нашли в океане лишь неделю спустя. Как показал опрос, крушение «Челленджера» вызвало небывалый общественный резонанс, сравнимый разве что с убийством Джона Кеннеди и смертью Франклина Рузвельта. Президент США Рональд Рейган выступил с соболезнованиями и обращением к нации.
Стоимость челнока оценивалась в $1,2 млрд, еще $100 млн были потрачены на поиски его обломков, которые продолжались семь месяцев. Для расследования причин аварии была создана комиссия под руководством бывшего госсекретаря США Уильяма Пирса Роджерса. В нее вошли первый человек на Луне Нил Армстронг, первая женщина-астронавт Салли Райд, ведущие инженеры и ученые, но главную роль в расследовании сыграл нобелевский лауреат по физике Ричард Фейнман — он подробно описал процесс сбора информации в книге «Какое тебе дело до того, что думают другие?».
Сыщик — нобелевский лауреат
Если отмотать историю космонавтики назад, то можно вспомнить о миссии «Аполлон-13», которая 13 апреля 1970 года едва не закончилась катастрофой из-за череды мелких технических ошибок. Но тогда команда инженеров и ученых, сплотившись, смогла чудом избежать катастрофы на Луне и вернуть астронавтов буквально с того света на Землю. На этот раз система принятия решений дала сбой.
Как показало расследование Фейнмана, о просчете в конструкции шаттла было известно многим: и инженерам, и руководству, но ничего не было сделано для предотвращения аварии. Менеджеры НАСА неоднократно получали предупреждение о неполадках, но игнорировали их, потому что находились под серьезным политическим давлением и не могли отменить запуск шаттла. В книге Фейнман рассказывает о возможных причинах спешки.
«Ходили слухи, что причина, по которой НАСА попыталось запустить шаттл 28 января, несмотря на холодную погоду, состояла в том, что тем вечером президент собирался обратиться с докладом к Конгрессу. По этой теории Белый дом устроил все таким образом, что во время обращения президента к Конгрессу миссис Маколифф будет говорить с президентом и Конгрессом из космоса. Это должно было быть просто великолепно: президент сказал бы: "Здравствуйте! Как ваши дела?" А она ответила бы: "Прекрасно", что выглядит очень впечатляюще».
Когда Фейнман думал о том, стоит ли ему заниматься расследованием (а для этого нужно было отказаться от других дел на полгода), решающими оказались слова его жены: «Если ты этого не сделаешь, то правительство получит 12 человек, которые группой будут ходить из одного места в другое. Но если к комиссии присоединишься ты, то 11 человек — группой — будут ходить из одного места в другое, а 12-й будет носиться как угорелый по всему месту и проверять всевозможные необычные вещи». Так и получилось. Именно нобелевскому лауреату по физике, который с детства любил разгадывать головоломки, удалось собрать улики, прояснившие причины катастрофы.
Холод + резиновые кольца = взрыв
Подсказкой стали разговоры с инженерами и другими свидетелями — Фейнман играл роль наивного и добродушного собеседника, и инженеры сами рассказывали ему о неполадках шаттла. «Инженеры рассказали мне, насколько изменяется давление в твердотопливных ракетах-носителях во время полета, — писал Фейнман. — У двигателей было немало проблем, особенно трещины, возникающие на лопатках турбины. Инженеры рассказали мне, что люди, работающие над двигателями, во время каждого полета скрещивали пальцы и в момент взрыва шаттла они были убеждены, что взорвались именно двигатели».
Но главной проблемой «Челленджера» стал не двигатель, а уплотнительные кольца, сделанные из резины. Они находились в местах соединения сегментов ускорителя и должны были быть герметичны при старте.
«В случае с шаттлом зазор расширяется по мере нарастания давления в ракете. И чтобы не нарушилось уплотнение, резина должна расширяться достаточно быстро, чтобы закрыть зазор, так что при запуске ракеты зазор долю секунды остается открытым. Таким образом, эластичность резины становится совершенно необходимым условием для данной конструкции», — поясняет Фейнман.
Главную подсказку физик-теоретик Фейнман получил от генерала Кутина. Это был вопрос: «Каким образом холод влияет на кольца?» Тот тут же ответил: «Из-за холода кольца становятся жесткими». Это стало началом эксперимента, который впоследствии тиражировала пресса. Ученый купил резину, раздобыл зажим, плоскогубцы, стакан воды со льдом и провел опыт прямо на пресс-конференции, спросив у собравшихся: «Если бы кольцо утратило свою эластичность на одну или на две секунды, этого было бы достаточно для возникновения очень опасной ситуации?» Он достал резину, поместил в зажим и на некоторое время опустил в воду со льдом. Затем достал зажим из стакана, поднял вверх и разжал со словами: «Я обнаружил, что при раскрытии зажима резина не принимает прежнюю форму. Другими словами, в течение более чем нескольких секунд этот материал не обладает эластичностью, когда находится при температуре в 32 °F. Я полагаю, что это имеет некоторое значение для нашей проблемы».
«НАСА собирается завтра убить семерых астронавтов»
За изготовление резиновых уплотнителей отвечали инженеры компании Thiokol. И, как выяснилось в ходе расследования, они обнаружили проблемы с кольцами задолго до запуска шаттла и даже ходили в компанию Parker Seal, которая производит резину, на консультацию. Там им ответили, что кольца не предназначены для такого применения, поэтому они ничего не могут посоветовать. Зная, что стык не работает должным образом, специалисты Thiokol не отказались от этой конструкции, а пытались ее усовершенствовать на протяжении многих лет.
Специалисты НАСА также знали о слабом месте шаттлов. Более того, у них были собраны улики из предыдущих полетов: почерневшие кольца с подпалинами и следы «эрозии», которые возникали из-за утечки газов. При этом проблема уплотнений не обсуждалась на совещаниях, а упорно замалчивалась примерно с 1977 года.
«Если бы все уплотнения давали утечку, то серьезность этой проблемы была бы очевидна даже для НАСА, — утверждал Ричард Фейнман, видевший фото подгоревших резиновых колец из прошлых полетов. — Но утечку давали лишь некоторые уплотнения и только во время некоторых полетов. Так что НАСА выработало весьма своеобразное отношение: если одно из уплотнений дает небольшую утечку и при этом полет проходит успешно, то проблема не так серьезна. Попробуйте сыграть таким образом в русскую рулетку: нажимаешь на курок, револьвер не стреляет, значит, нет никакой опасности в том, чтобы нажать на курок еще раз».
Как показал опрос свидетелей, оба главных специалиста по уплотнителям за день до старта сказали о том, что проводить полет не следует. Один из них, Роджер Бойсджоли, кричал на коллег и пытался их остановить, предсказывая катастрофу. В качестве аргумента он показывал те самые снимки обгоревших колец. Но его никто не послушал. Вместо этого специалисты НАСА посоветовали ему перестать думать как инженер и начать думать как менеджер. Об этом Бойсджоли сам рассказывает в документальном фильме «Секунды до катастрофы». Придя домой после совещания, он сказал жене, что НАСА собирается завтра запустить челнок и убить семерых астронавтов.
Когда начальство вышло из строя
Фатальным фактором для старта стала температура воздуха: в тот январский день было холодно, около 1–2 °С ниже нуля. Проектировщики из Thiokol предупредили НАСА о том, что нельзя запускать шаттл при температуре ниже 11 °С — это была самая низкая из температур предыдущих запусков. Но менеджеры НАСА ответили, что доказательств недостаточно и полет отменить нельзя. Фейнман передает слова инженера Thiokol Макдональда на совещании перед стартом: «Если с этим полетом что-то случится, я не хочу стоять перед коллегией следователей и говорить, что я пошел напролом и сказал им махнуть на все рукой и запускать эту штуковину даже за пределами допустимых условий». По словам Фейнмана, вся комиссия была шокирована этой историей: «Дело было не просто в том, что из строя вышли уплотнения, а в том, что из строя вышел кое-кто из начальства».
«Челленджер» был одним из 135 запусков НАСА системы «Спейс шаттл». После аварии конструкция многоразового корабля была значительно усовершенствована, но системные ошибки принятия решений не были устранены. Это привело ко второй аналогичной трагедии, тоже в зимнее время: 1 февраля 2003 года потерпел крушение при возвращении многоразовый космический корабль «Колумбия», и снова погибли семь астронавтов. Как показало расследование, несколько плиток теплозащитного покрытия были повреждены еще при взлете оторвавшимся от внешнего топливного бака куском изоляционной пены, в трещины ворвались раскаленные газы и корабль разрушился. Ежегодно в конце января в США отмечается День памяти погибших астронавтов.
Спустя три десятилетия после крушения «Челленджера» каналу National Geographic Channel удалось разыскать неизвестную ранее пленку, на которой первый американский астронавт и сенатор Джон Гленн говорит вице-президенту США Джорджу Бушу-старшему о том, что человеческие потери при освоении космоса неизбежны. «В действительности, если говорить начистоту и быть честным перед самим собой, даже в самых дерзких мечтах я никогда не ожидал, что мы продвинемся так далеко, не потеряв ни одного человека. Мы подошли к черте, когда что-то может произойти. У нас произошла трагедия, сопутствующая нашим успехам. И я полагаю, что такова история всего человечества» — эти слова сказаны в день аварии, 28 января 1986 года.
Жизнь и наука Ричарда Фейнмана
«Хьюстон, у нас проблемы»: 50 лет с момента аварии на «Аполлоне-13»
Какие бывают космонавты?
