Apolo 13

La falta de energía a bordo provocó una violación del régimen térmico. Como la escasez de electricidad no permitía el uso de calentadores eléctricos, la temperatura en la cabina comenzó a bajar. La temperatura en el módulo de comando, que era de 58 °F (14 °C) [74] cuando la tripulación lo dejó , bajó a 5-6 °C ; en "Aquarius" debido a los sistemas de trabajo hacía un poco más de calor ( 11 °C ). Apareció agua condensada , se humedeció la cabina. La tripulación, privada de espacio vital, no tuvo la oportunidad de calentarse con el movimiento y comenzó a congelarse. No había ropa de abrigo en el barco, y los monos y sacos de dormir hechos de tela fina no salvaban del frío. [74]

Los astronautas temían que los suministros de alimentos y agua potable que se encontraban en el módulo de comando desenergizado se congelarían. Swigert procedió a transferirlos al más cálido Acuario. [75] Al llenar las bolsas con agua, accidentalmente se perdió una pequeña cantidad y mojó sus zapatos de tela; no había donde secarlos. [39]

El frío y el estrés en el que se encontraban los astronautas desde el accidente les dificultaba conciliar el sueño. Durante los períodos de descanso de tres a cuatro horas cada uno, los astronautas rara vez dormían más de una hora. [76] En promedio, pasaban unas tres horas al día durmiendo. [76]

Para no crear fuerzas reactivas no deseadas que pudieran empujar a la nave fuera del corredor de retorno, se indicó a los astronautas que no usaran el sistema de descarga de orina por la borda. En cambio, recogieron la orina en bolsas de plástico, que se adhirieron a las paredes del módulo lunar con cinta adhesiva. [37] Para producir la menor cantidad de orina posible y usar la menor cantidad de agua posible para hacer funcionar el sistema de enfriamiento, los astronautas decidieron no beber más de 6 onzas (170 g) por persona por día: 1/6 del requerimiento diario. [77]

La ingesta reducida de agua, que contribuye a la acumulación de toxinas en el cuerpo, sumado al frío en la cabina, hizo que Hayes se resfriara . A las 10 de la mañana del miércoles comenzó a sentir dolor al orinar ; A las tres de la tarde del jueves, tenía fiebre . [77] Hayes continuó trabajando junto a Lovell y Swigert, negándose a dormir más a pesar de las advertencias del comandante de la tripulación, y se limitó a dos aspirinas del botiquín de primeros auxilios a bordo.

Explosión en el compartimento de la batería del módulo lunar

El 15 de abril a las 23:10 (a las 97 horas 13 minutos de tiempo de vuelo), Hayes, que estaba en el módulo lunar , escuchó un estallido, acompañado de una conmoción cerebral de un montón de módulos. Mirando por la portilla, vio una niebla con copos de nieve saliendo del embarcadero [78] . Los operadores del centro de control de la misión registraron cierta reducción en la potencia de salida de la batería química n.° 2 [79] . Los ingenieros analizaron inmediatamente la telemetría y concluyeron que esta situación no era amenazante [80] . El oxígeno y el hidrógeno liberados durante el funcionamiento de la batería se acumularon en el compartimento de la batería química y una chispa accidental encendió su mezcla ; los productos de la combustión escaparon al vacío circundante [81] . El diseño preveía la posibilidad de una caída en la energía producida por una de las baterías, y el sistema de suministro de energía compensaba automáticamente la escasez debido a las otras tres [82] .

Ejecución de prueba del módulo de comando

No se probó el rendimiento del equipo Odyssey a bajas temperaturas. En vuelos normales, el módulo de comando permanecía encendido constantemente y se calentaba con el calor del equipo operativo; Las unidades potencialmente sensibles al frío se equiparon con calentadores eléctricos para mantenerlas dentro de los límites de diseño [83] . Sin embargo, en este vuelo, el módulo de comando permaneció sin energía durante dos días y, en consecuencia, estos calentadores no funcionaron. Los ingenieros del centro de control tenían temores razonables sobre el funcionamiento del equipo a bajas temperaturas imprevistas: el combustible podría congelarse en el sistema de combustible de los motores de orientación del módulo de comando y la plataforma de orientación giroestabilizada podría verse afectada negativamente por el engrosamiento de la lubricante en los cojinetes de los giroscopios y el efecto de la expansión térmica en sus elementos de precisión [83] . No se llevaron a cabo pruebas de temperatura de la plataforma giratoria durante su desarrollo; con un tramo, uno podría llamar al incidente cuando el diseñador, por olvido, lo dejó en el automóvil durante la noche a una temperatura cercana a cero [84] .

Para que el centro de control evaluara al menos aproximadamente el estado de los sistemas Odyssey y desarrollara un plan para futuras acciones por adelantado, fue necesario alimentar brevemente sus sistemas de telemetría. A las 7 pm del miércoles, a los astronautas se les dio la secuencia apropiada de acciones y Swigert comenzó a ejecutarlas [85] . Los datos obtenidos indicaron que las temperaturas de los diversos componentes del módulo oscilaron entre 21 °F (−6 °C) y 85 °F (29 °C) [86] .

Corrección de la cuarta trayectoria

Según los cálculos del centro de control, para lograr el ángulo óptimo de entrada de la nave a la atmósfera, el motor del módulo lunar tuvo que funcionar durante otros 14 segundos al diez por ciento de empuje [87] ; esta corrección debería haberse realizado sin esperar a que reventara la membrana de seguridad de los tanques de helio. [88] La corrección se realizó el 16 de abril a las 04:31:28 (a las 105:18:28 hora de vuelo). Para ahorrar energía de las baterías del módulo lunar, la tripulación no encendió la computadora de a bordo ni la plataforma giroscópica de inercia [89] ; Lovell arrancó y apagó el motor manualmente y mantuvo la orientación de la nave visualmente, orientándose a sí mismo a través de la dioptría de la ventana del comandante hacia el terminador de tierra [89] . Hayes obtuvo una confirmación duplicada de la corrección de la orientación, observando la extremidad inferior del Sol en el telescopio a bordo [90] . Swigert midió el tiempo en su reloj de pulsera [91] .

Garantizar la seguridad de los materiales de radioisótopos

Durante el curso normal de la misión, los astronautas deberían haber dejado una serie de equipos científicos en la Luna: un sismógrafo , una trampa de viento solar y un reflector de esquina [92] . Los instrumentos debían operar en la superficie lunar durante más de un año, lo que descartaba el uso de baterías o pilas de combustible; iban a ser alimentados por una fuente de energía de radioisótopos del tipo SNAP-27 [93] . Su cápsula de combustible, fijada a la etapa de aterrizaje del módulo lunar, contenía 2,5 kilogramos de plutonio-238 . [93] Para evitar la contaminación radiactiva en caso de emergencia, tenía un cuerpo de cerámica resistente, reforzado adicionalmente con una carcasa de acero, y pudo sobrevivir a la explosión de un cohete en la plataforma de lanzamiento, el paso por la atmósfera y la colisión con la superficie de la Tierra sin destrucción. [94] Sin embargo, la Comisión de Energía Atómica de EE . UU. exigió que el módulo lunar que contiene esta fuente se hundiera en un lugar lo más inaccesible posible. [95] La corrección de la quinta trayectoria y el esquema de separación anormal del Aquarius y el Odyssey deberían haber resuelto este problema.

Carga de las baterías del módulo de mando

Durante la falla del módulo de servicio, la automatización encendió las baterías del módulo de comando, por lo que una de ellas se descargó significativamente, teniendo solo 16 Ah de reserva. Para proporcionar electricidad a los sistemas del módulo de comando durante el aterrizaje, la reserva de energía en esta batería tuvo que reponerse a 50 Ah. [96] Las baterías del módulo lunar todavía tenían una carga significativa. Los ingenieros en Houston han propuesto usar un cable que normalmente se usa para recargar las baterías del módulo lunar desde las celdas de combustible del módulo de servicio para transportar energía en la dirección inversa, desde las baterías del módulo lunar hasta las baterías del módulo de comando. [97] Esta operación nunca ha sido probada en la práctica, por lo que generó dudas razonables entre la tripulación. Sin embargo, los ingenieros aseguraron a los astronautas que era imposible cortocircuitar las baterías según el esquema propuesto. Esta operación fue realizada por Swigert siguiendo las recomendaciones del centro de control de la misión; [98] La carga comenzó a las 112 horas de vuelo y se completó a las 128 horas. [97] [99]

Finalización del módulo de comando por peso

La computadora del módulo de comando se programó para un peso de aterrizaje preciso, que incluía 100 libras (45 kg) de rocas lunares y muestras de suelo. [100] Dado que no hubo alunizaje en este vuelo, los ingenieros de control de la misión compilaron una lista de elementos del módulo lunar que juntos tenían la masa requerida: incluía varias cámaras de cine y televisión, mangueras de oxígeno, una grabadora de aterrizaje, película sin exponer. [101] Mientras Swigert estaba ocupado recargando las baterías, Lovell y Hayes movieron los elementos del módulo lunar al módulo de comando y los colocaron en las bahías de muestra. [101]

Corrección de la quinta trayectoria

A las 108:46:00 hora de vuelo, la nave fue sacudida por una vibración y los astronautas vieron una nube de cristales de hielo a través del ojo de buey. [77] Los ingenieros del control de la misión notaron que la presión en los tanques de helio había bajado de 1921 psi. pulgada (130,7  atm ) a 600 y siguió disminuyendo [77] : se produjo la tan esperada ruptura de la membrana de seguridad, el próximo lanzamiento del motor del escenario de aterrizaje se hizo imposible.

Después de la cuarta corrección de trayectoria, las mediciones en tierra predijeron un ángulo de reingreso de 6,24°, que estaba cerca del ángulo de reingreso óptimo de 6,5°. [102] Sin embargo, por alguna razón desconocida, este ángulo continuó disminuyendo lenta pero constantemente; el jueves por la mañana ya eran 6,15°. [102] No se debería haber permitido que disminuyera más: un ángulo de entrada de 5,85° habría provocado que la nave rebotara en la atmósfera [51] . Se necesitaba otra corrección para corregir la situación. Dado que el motor de la etapa de aterrizaje, que podría haberle dado a la nave el impulso necesario en solo unos segundos, ya no podía arrancar, la corrección tuvo que ser realizada por los motores de baja potencia del sistema de control de actitud del módulo lunar, que tardaría medio minuto y agotaría casi por completo su fluido de trabajo . [103]

La corrección se realizó el 17 de abril a las 12:52:51 (a las 137:39:52 tiempo de vuelo), los propulsores de actitud trabajaron durante 22 segundos . [104] Los cálculos mostraron que el barco se hundiría en un área aceptable.

Módulo de servicio de desacoplamiento y descenso del vehículo corrección de deslizamiento

Después de la quinta corrección, la tripulación tuvo que realizar varias operaciones críticas más, en particular, para desacoplar el módulo de servicio del vehículo de descenso. Si no fuera por el accidente, esta operación habría sido bastante ordinaria, pero dadas las circunstancias, se temía que los pirobolts que los mantenían unidos pudieran dañarse. Además, después del desprendimiento, el módulo de servicio solía ser desviado por sus propios propulsores de actitud, en los que no se podía confiar en este caso. Finalmente, una nave sin módulo de servicio, que era una combinación no diseñada del compartimiento de la tripulación y el módulo lunar, podría resultar dinámicamente inestable y difícil de estabilizar.

La operación se complicó por el cansancio de la tripulación, provocado por la constante falta de sueño. Swigert estaba atormentado por el temor de que, en el momento de la separación, dispararía, por costumbre, al lunar (como en un vuelo regular), y no al módulo de servicio (como debería haberlo hecho esta vez), cuyos interruptores en la consola estaban ubicados cerca [105] . Para eliminar esta posibilidad, él, habiendo pedido a Hayes que controlara sus acciones, selló el interruptor correspondiente con cinta adhesiva [76] .

Después de trabajar varias opciones en la Tierra, se decidió girar la nave 91,3° con respecto a la dirección de su movimiento. Luego, utilizando los motores del sistema de control de actitud del módulo lunar, fue necesario impartir un impulso de 15 cm / s a ​​lo largo del eje de la nave para que comenzara a avanzar con el compartimiento del motor. [106] Luego de eso, era necesario detonar los pirobolts y dar un impulso en sentido contrario (correcciones sexta y séptima), [106] lo que permitiría que la nave se alejara del módulo de servicio que continuaba moviéndose por inercia . A pesar de la complejidad del procedimiento, a las 13:14:48 (138:01:48 tiempo de vuelo [104] ) el módulo de servicio se separó de forma segura de la nave, y aproximadamente 14 minutos después los astronautas le tomaron fotografías [107] .

El cuadro era espantoso - el panel del edificio No. 4, de unos cuatro metros de largo y más de un metro y medio de ancho, fue arrancado por la explosión [108] , no había tanque de oxígeno No. 2 [108] ; rastros de daño eran visibles en la boquilla del motor de propulsión [109] . El módulo de servicio estaba completamente deshabilitado.

Rama del Módulo Lunar

La siguiente operación fue separar el módulo lunar del compartimento de la tripulación. Lovell aseguró las escotillas del módulo lunar y el túnel de transferencia (esta vez fueron fáciles de cerrar) y luego purgó el túnel a una presión de 2,8 psi. pulgada (0,19  atm ). [110] Después de recibir la confirmación de que las escotillas estaban cerradas, Swigert activó el sistema de soporte vital del módulo de comando. Los astronautas tuvieron que pasar varios minutos desagradables: los instrumentos mostraron un mayor consumo de oxígeno, lo que podría indicar una fuga en la escotilla. [111]

Los ingenieros de Houston pronto encontraron una explicación de lo que estaba sucediendo. Durante los últimos días, los sistemas Aquarius se encargaron del soporte vital de la nave, cuya presión de trabajo en la cabina del piloto era menor que en el módulo de mando. El sistema de soporte vital Odyssey recién activado, al descubrir que la presión en la cabina estaba por debajo del nivel nominal, comenzó a elevarla al nivel estándar. Después de un par de minutos, el consumo de oxígeno disminuyó a los valores calculados. [112] Otros cuatro minutos más tarde, a las 16:43 (141:30:00 hora de vuelo), Swigert detonó los piropernos que sujetaban el túnel y el módulo de comando. [113] [104] La presión residual separó suavemente los módulos.

Las reservas que quedaban en Acuario en el momento de su lanzamiento eran 28,53 libras (13 kg) de oxígeno [114] ( 124 horas ), 189 amperios-hora de electricidad [115] ( 4,5 horas ) y 28,2 libras (13 kg) de agua [ 116]  ( 5,5 horas ).

Para el período de aterrizaje, varios países, incluidos la URSS , Inglaterra y Francia , declararon silencio de radio en las frecuencias operativas de la tripulación.

Navegación previa al aterrizaje

Poco antes de ingresar a la atmósfera, el centro de control de vuelo planeó otra operación de emergencia para la tripulación: era necesario confirmar la precisión de la configuración del sistema de navegación y la orientación del módulo de comando. Si se configura incorrectamente, podría ingresar a la atmósfera en un ángulo de cabeceo o guiñada fuera del diseño, lo que provocaría el sobrecalentamiento de la cabina y la muerte de la tripulación. Según el plan de vuelo, en caso de falla automática, Swigert debía controlar manualmente la orientación del módulo de comando, enfocándose en el horizonte terrestre y líneas especiales grabadas en la ventana del piloto.

Sin embargo, en este caso, el Odysseus estaba aterrizando sobre el lado nocturno de la Tierra, y el horizonte era simplemente indistinguible. La puesta de la Luna detrás de la Tierra se utilizó para confirmar la puesta. Al observar la Luna a través de un periscopio, Lovell detectó el momento de contacto entre los discos de la Luna y la Tierra, coincidió con el calculado. Esto significaba que la plataforma inercial giroscópica estaba configurada con precisión, el sistema de control de actitud automático funcionaba y la trayectoria de descenso estaba dentro de los límites aceptables. [117]

Amerizaje

El 17 de abril a las 17:53:45 (a las 142:42:42 hora de vuelo) el compartimiento de la tripulación del Apolo 13 entró en la atmósfera terrestre, a las 17:58:25 (a las 142:47:22) se puso en contacto, y a las 18:07:41 amerizó de forma segura a 7,5 kilómetros del buque de asalto anfibio universal Iwo Jima . Todos los miembros de la tripulación del Apolo 13 volaron a Honolulu , Hawái . Los astronautas y el personal de tierra de Houston recibieron el premio civil más importante de los Estados Unidos, la Medalla de la Libertad , por su valentía y trabajo excepcionalmente profesional .

Algunos resultados del vuelo

El vuelo demostró las dificultades y los peligros de los vuelos espaciales y, por lo tanto, hizo que los vuelos exitosos del Apolo 11 y el Apolo 12 fueran aún más significativos.

Garantizar el regreso seguro de la tripulación después de un accidente tan grave se consideró un gran éxito, demostrando las amplias capacidades de la nave espacial Apolo, la eficacia de los servicios terrestres en caso de emergencia y la alta calificación y coraje de los astronautas.

Debido a la necesidad de modificar la nave espacial Apolo, el lanzamiento de la nave espacial Apolo 14 se retrasó 5 meses .

Después del caso de una alta probabilidad de infección de uno de los miembros de la tripulación principal con rubéola (y la consiguiente necesidad de reemplazarlo por un suplente), se decidió hacer mucho más estrictas las condiciones de cuarentena parcial para los astronautas antes del vuelo . riguroso.

Al volar alrededor de la luna, el Apolo 13 no planificado estableció un récord para la eliminación de un vehículo tripulado de la Tierra: 401 056 kilómetros [118] .

El resultado de un experimento sísmico

La tercera etapa del Saturno V , al estrellarse contra la Luna, activó los sensores sísmicos instalados por la tripulación del Apolo 12 durante la misión anterior. Estos datos permitieron calcular el espesor de la corteza lunar .

• Sismogramas provocados por el impacto de la etapa S-IVB en la superficie lunar

• Cráter de impacto. La imagen fue tomada el 23 de marzo de 2010 al fotografiar la superficie lunar durante el experimento LROC .

Resumen final de las principales etapas del vuelo

1. 000:00:00 Inicio (sábado 11 de abril de 1970) a las 13:13 hora de Houston.
2. 000:12:30 Entrando en la órbita de espera .
3. 002:35:46 Entrando en la ruta de vuelo a la Luna.
4. 003:06:39 Separación de la tercera etapa y el bloque principal del Apolo 13.
5. 003:19:09 Acoplamiento del módulo de comando con el módulo lunar y extracción del módulo lunar del caparazón de la tercera etapa.
6. 030:40:50 Primera corrección de trayectoria con motor de módulo de servicio.
7. 055:54:53 Explosión de tanque criogénico No. 2 con oxígeno líquido.
8. 061:29:43 La segunda corrección de la trayectoria con la ayuda del motor de la etapa de aterrizaje del módulo lunar. Esta corrección proporcionó una transición de una órbita híbrida a una órbita de retorno libre a la Tierra.
9. 077:02:39 El comienzo del vuelo de la nave más allá del disco lunar. Pérdida de comunicación por radio.
10. 077:21:18 Reanudación de las comunicaciones por radio.
11. 079:27:39 Tercera corrección (“PC+2”). Un impulso acelerador que permitió acortar el tiempo de vuelo de la Luna a la Tierra.
12. 097:13:14 Incidente con encendido de gases acumulados en el compartimiento de baterías del módulo lunar.
13. 105:18:28 Corrección de la cuarta trayectoria.
14. 137:01:48 Corrección de quinta trayectoria.
15. 138:01:48 Filmando el módulo de servicio y fotografiándolo.
16. 141:30:00 Desconexión del módulo de mando de la nave lunar.
17. 142:40:46 Activación de todos los sistemas de aterrizaje del módulo de comando y navegación previa al aterrizaje.
18. 142:42:42 Entrada en la atmósfera.
19. 142:54:41 Cascada. Fin del vuelo (viernes 17 de abril de 1970) a las 12:07 hora de Houston.

Resultados de las investigaciones de fallas e incidentes

El vuelo demostró la capacidad excepcionalmente alta de la nave para compensar la falla de un elemento transfiriendo sus funciones a otros. Las funciones de muchos sistemas en el compartimento principal del Apolo 13 fueron asumidas por los sistemas del módulo de aterrizaje lunar después de la explosión.

Fallo del quinto motor de la segunda etapa del vehículo de lanzamiento Saturn-V

Los estudios han demostrado que la razón para apagar el motor del vehículo de lanzamiento Saturn-V fue la inestabilidad térmica. En la cámara de combustión del motor aparecieron fluctuaciones de presión de baja frecuencia con una frecuencia de alrededor de 16 Hz ; durante una de estas pulsaciones, la presión en la cámara de combustión cayó por debajo del valor crítico, y la automatización cortó el combustible, apagando así el motor. Se han observado oscilaciones "pogo" similares antes, tanto en el cohete Gemini Titan 2 como en algunos lanzamientos anteriores de Apolo, [119] [120]  , pero en el caso de Apolo 13, el problema se agrava debido a la cavitación de la unidad de turbobomba. . [121] [122] La modificación requerida para eliminar este fenómeno ya se conocía, pero no se llevó a cabo en esta instancia del cohete debido a un cronograma comprimido. [123] [124] El análisis posterior al vuelo mostró que el cohete estaba a unos minutos de un posible accidente. [123]

Para evitar tales fenómenos, la automática de combustible se modernizó significativamente y también se cambió el diseño de los inyectores . [125]

Explosión del módulo de servicio

El 17 de abril, poco después de que los astronautas regresaran sanos y salvos a la Tierra, el administrador de la NASA, Thomas Paine, formó una comisión para investigar las causas del accidente, encabezada por el director del Centro de Investigación Langley.Edgar Cortright ( Ing.  Edgar Cortright ). [126] El panel también incluyó a 14 expertos, incluido el astronauta Neil Armstrong y un observador externo independiente de la NASA. [126]

Según la conclusión de la comisión, la siguiente secuencia de eventos sirvió como causa del accidente. [127]

Los términos de referencia para la fabricación de tanques de oxígeno para módulos de servicio, emitidos por North American Aviation (más tarde North American Rockwell), el jefe del módulo de mando de los barcos de la serie Apollo, a un subcontratista, Beech Aircraft, preveía la operación de los sistemas eléctricos de la nave bajo un voltaje de 28 V , emitido por las celdas de combustible del Apolo [128] . Sin embargo, el módulo de servicio tendría que pasar una parte significativa de su tiempo antes del lanzamiento en el sitio de lanzamiento, alimentado por el estándar de voltaje de 65 V para equipos terrestres complejos de lanzamiento [129] . En 1962, se corrigieron los términos de referencia para tener en cuenta este hecho, pero no se ajustaron los requisitos para los contactos del termostato [129] . Esta discrepancia no fue advertida ni por los especialistas de ambas firmas, ni por la NASA [129] .

El 11 de marzo de 1968, se enviaron tanques con viejos termostatos de 28 V a la planta Downey de North American Aviation [129] ; El 4 de junio se instaló en el módulo de servicio SM 106, destinado a la misión Apolo 10 , una estantería para equipos de oxígeno, número de serie 0632AAG3277, que incluía un tanque de oxígeno, número de serie 10024XTA0008 . [130] [129] Sin embargo, en el futuro, los desarrolladores decidieron hacer algunos cambios en el diseño de los estantes de oxígeno, para lo cual los que ya estaban instalados en los módulos tuvieron que ser desmantelados. [129] El 21 de octubre de 1968, el regimiento de oxígeno fue retirado del módulo de servicio y enviado a la fábrica para los cambios necesarios. [131] [132]

El desmantelamiento de la plataforma de oxígeno se llevó a cabo con un equipo especial. Al final resultó que, se olvidó desatornillar uno de los pernos con los que se unía el estante al módulo de servicio; al tratar de levantar la parte delantera del estante se elevó unas dos pulgadas ( 5,08 centímetros ), después de lo cual el equipo no estaba diseñado para tal carga y el estante cayó en su lugar. [131] [132] Las fotografías tomadas despertaron la sospecha de que la tapa protectora del accesorio inferior (desagüe) había sido golpeada por algo, pero los cálculos mostraron que una caída desde tal altura no podría haber causado daños graves. [133] [132]

Se desatornilló el perno olvidado, se registró el incidente en el registro y se retiró de manera segura el estante de oxígeno. Una inspección visual del estante y controles detallados no revelaron daños. [133] [132] Posteriormente, la plataforma de oxígeno fue sometida a las modificaciones necesarias y el 22 de noviembre de 1968 fue instalada en el módulo de servicio SM 109 de la misión Apolo 13. [134] [132] Las inspecciones realizadas no revelaron ningún mal funcionamiento, y en junio de 1969 el módulo se envió al Centro Espacial Kennedy para realizar más pruebas e instalarlo en un vehículo de lanzamiento. [135]

El 16 de marzo de 1970, durante un ensayo de lanzamiento, se llenaron los tanques con oxígeno líquido. Cuando se suponía que los tanques estaban medio vacíos durante las pruebas, todavía había un 92 % de oxígeno en el tanque n.° 2. Se decidió continuar con el ensayo, y al final del mismo considerar las posibles causas de la situación fuera de diseño; sin embargo, para ello se tuvo que retirar el exceso de oxígeno del tanque N° 2. Un intento de purgar el exceso de oxígeno a través del puerto de llenado provocó que el nivel de oxígeno cayera a solo un 65 % . [135]

Para eliminar aún más el oxígeno del tanque, se decidió evaporarlo utilizando calentadores integrados en el tanque. Después de 6 horas de calentamiento, el nivel de oxígeno en el tanque cayó al 35 % , después de lo cual el tanque se vació en 5 ciclos de presurización a 300 psi. pulgada (20,4  atm ) seguido de su reinicio. En total, se aplicó voltaje a los calentadores durante 8 horas . [136]

Un reemplazo completo del estante de oxígeno y los controles relacionados tomaría al menos 45 horas ; [137] Además, es posible que otro hardware instalado en el módulo de servicio se haya dañado accidentalmente durante el reemplazo. Dado que no se previó el drenaje de oxígeno durante la misión y el accesorio de drenaje se usó solo durante las pruebas en tierra, se decidió realizar pruebas para llenar los tanques con oxígeno líquido y reemplazar la plataforma de oxígeno solo si el resultado no era satisfactorio. Las pruebas se realizaron el 30 de marzo; los tanques No. 1 y No. 2 se llenaron con oxígeno líquido hasta un nivel del 20% , mientras que no hubo diferencia en la tasa de llenado de los tanques; el drenaje del tanque No. 2 nuevamente demostró estar plagado de dificultades. Sin embargo, el estante se consideró reparable. [136]

Los calentadores ubicados en los tanques estaban equipados con termostatos que apagaban su energía cuando la temperatura alcanzaba los 80 °F (27 °C) . Sin embargo, los experimentos de investigación mostraron que estos interruptores, que estaban alimentados por 28 voltios de CC de las baterías del módulo de servicio, no se abrían correctamente cuando se operaban con 65 voltios suministrados desde el complejo de lanzamiento durante la vaporización de oxígeno [138] . Una revisión del registro del gráfico de voltaje aplicado durante la evaporación de oxígeno durante el prelanzamiento confirmó que la apertura de los contactos del termostato cuando se alcanzó la temperatura establecida realmente no se produjo. [138] Otros experimentos demostraron que los calentadores podían alcanzar temperaturas de hasta 1000 °F (538 °C) [139] [140] con los calentadores funcionando de forma continua , lo que casi seguramente dañaría el aislamiento de teflón de los cables. [141] El calentamiento anormal pasó desapercibido, tanto en la instrumentación (los desarrolladores no anticiparon la posibilidad de temperaturas tan altas dentro de los tanques, por lo que el límite superior del sensor de temperatura se fijó estructuralmente en 80 °F (27 °C) [142 ] ), y directamente - los tanques estaban recubiertos con un potente aislamiento térmico (según el fabricante, si se llenaran de hielo y se dejaran a temperatura ambiente, el proceso de derretimiento de todo el hielo tardaría ocho años [143] ). Como resultado, los tanques de oxígeno se convirtieron en una especie de "bomba", con "explosivos" del aislamiento de teflón derretido sumergido en oxígeno líquido y un "detonador" de cables de cobre desnudos. [139] [124]

Durante el vuelo, a las 55:52:30 hora de vuelo, el sistema de control de presión dio una señal de advertencia sobre una presión anormalmente baja en el tanque No. 1. [144] Esta señal ha aparecido varias veces durante el vuelo, y significaba solo la necesidad para calentar y mezclar oxígeno líquido. A las 55:52:58, el control de la misión ordenó a los astronautas que encendieran los calentadores y los ventiladores. [144] Swigert acusó recibo de esta instrucción a las 55:53:06; se aplicó voltaje a los ventiladores del tanque #2 a las 55:53:20. [144]

De acuerdo con los registros de datos de telemetría, a las 55:53:22.757, la corriente suministrada por la celda de combustible No. 3 saltó en 11.1  amperios , y a las 55:53:36, la presión en el tanque No. 2 comenzó a aumentar [145] . La suposición más probable parece ser que ocurrió un cortocircuito entre los cables expuestos dentro del tanque , acompañado de chispas ; la energía liberada durante esto (de 10 a 20  julios ) fue suficiente para encender el aislamiento de teflón. La presión en el tanque continuó aumentando, alcanzando 954 psi a las 55:54:00 y 1008 psi a las 55:54:45, de acuerdo con el patrón de combustión de teflón que se propaga lentamente en una atmósfera de oxígeno. [146]

A las 55:54:52.763 desaparecieron las lecturas del sensor de temperatura del tanque N° 2 ya las 55:54:53.182 la nave tembló. Lo más probable es que la llama haya llegado a la cabeza del tanque por donde entró el mazo de cables; oxígeno a alta presión se precipitó en el agujero quemado. El flujo de gas saliente arrancó el panel n.° 4 del módulo de servicio [147] y dañó los accesorios de la tubería del tanque n.° 1, lo que también provocó una fuga lenta de oxígeno. [148]

En el proceso de investigación de las causas del accidente, la situación se reprodujo en tierra en un experimento a gran escala en el mismo tanque. Las consecuencias del experimento coincidieron completamente con la descripción del accidente. [125]

Causa de la deriva sistemática

El "culpable" de la deriva fue el sistema de enfriamiento del módulo lunar. El vapor de agua que derramó en el espacio exterior creó un ligero empuje. En vuelos regulares, los sistemas de a bordo del módulo lunar se encendían poco antes de su desacoplamiento y del inicio del descenso a la superficie lunar, por lo que la perturbación introducida por el sistema de enfriamiento fue de corta duración y no tuvo tiempo de tener un impacto significativo. impacto en la trayectoria de la nave espacial. Sin embargo, en este vuelo, el sistema de refrigeración funcionó durante varios días seguidos. [149]

Explosión en el compartimento de la batería de la etapa de aterrizaje del módulo lunar

Se modificó el sistema de recolección y drenaje de gases liberados durante el funcionamiento con batería para evitar su explosión. [125]

Medidas adoptadas para garantizar la seguridad de los vuelos

El costo de modificar la nave espacial Apolo 14 para eliminar la posibilidad de un accidente similar fue de unos quince millones de dólares. En particular, los ventiladores y los contactos del termostato se eliminaron del diseño de los tanques de oxígeno, [150] y los cables de baja corriente que conducían a los sensores ubicados dentro de los tanques se equiparon con aislamiento no combustible reforzado. Además, en otro sector del módulo de servicios, a distancia de los dos tanques de oxígeno existentes, se instaló un tercero [151] [152] . Este tanque estaba equipado con una válvula que permitía desconectarlo de las pilas de combustible y otros dos tanques en caso de ser necesario, proporcionando así oxígeno desde él exclusivamente para el sistema de soporte vital. [152] Se agregaron bolsas de agua con un volumen total de 5 galones (19 L) al paquete del módulo de comando, que en caso de emergencia debía llenarse desde un tanque de agua potable para evitar que se congelara. [152] En el módulo de servicio se instaló una batería de emergencia de plata-zinc de 400 Ah , similar a las baterías del módulo de aterrizaje lunar. [152] El cableado eléctrico del módulo lunar se ha modificado para facilitar la transferencia de energía desde su sistema eléctrico al sistema eléctrico del módulo de mando. [153] Como resultado de las alteraciones, el peso del barco aumentó en 227 kg. [154]

Hechos

• Unos meses antes del vuelo, se estrenó la película " Lost " con una trama muy similar: como resultado de un accidente en una nave, tres astronautas "quedan atrapados" en la órbita de la Tierra con un suministro limitado de oxígeno. Testigos oculares han notado muchas similitudes entre la película y los eventos de la misión Apolo 13 [155] :
  • concepto erróneo inicial de que los problemas con el módulo se debieron al impacto de un meteoroide ;
  • la naturaleza de la conferencia de prensa de la NASA ;
  • uso de una capacidad no documentada de la tecnología del barco;
  • considerando la opción de poner a dormir a los astronautas para un menor consumo de oxígeno;
  • probando la forma de eliminar la avería en la copia de tierra de la nave.
  • Además, James Lovell estuvo en el estreno de la película unos meses antes del vuelo [156] y Jerry Woodfil, el ingeniero de apoyo de Apollo, vio la película solo dos horas antes del accidente. Más tarde, él y otro ingeniero, Art Campos, recordaron cómo los hechos que se muestran en la película influyeron directamente en el curso de su razonamiento, lo que los llevó a la decisión correcta [155] .
• El 16 de abril, jueves por la noche, hora de Houston, 15 horas antes del aterrizaje, se distribuyó a los operadores del centro de control de vuelo una copia de la factura comercial, diseñada al estilo de la típica factura de un motel . Una factura de $ 317,421.24 supuestamente fue emitida por Grumman Aerospace Corporation (fabricante del Aquarius) a North American Rockwell (fabricante del Odyssey) por " recuperación del vehículo, carga de batería en la carretera usando cables del cliente, llenado de oxígeno; alojamiento en habitación doble (sin TV, con aire acondicionado y radio) distribución americana con magnífica vista, prepago, más un huésped adicional por noche; almacenamiento de equipaje, propinas; descuento para funcionarios - 20% ". La nota en la factura decía: “ Salida del Módulo Lunar a más tardar el viernes al mediodía; el alojamiento después de este período no está garantizado ”, una línea separada era “tarifa por mantener esta cuenta en secreto”. Esta broma ayudó a calmar significativamente la tensión entre los operadores del centro de control de la misión [157] [158] [159] .

En la cultura

En 1995, la compañía cinematográfica Universal Pictures filmó el largometraje " Apolo 13 ", que reproduce la imagen de los hechos ocurridos.

La frase "Houston , hemos tenido un problema " pronunciada por  Swigert en la versión de " Houston, tenemos un problema " (que dice Lovell en la película) ingresó al inglés estadounidense como modismo . El American Film Institute la incluye en el puesto 50 de su lista de las 100 mejores citas de películas. [160]

Notas

1. ↑ Los nombres de los módulos fueron dados por su tripulación. Hubo una versión entre los periodistas de que el módulo lunar fue nombrado "Acuario" en honor a la composición " Acuario " del musical " Cabello " popular en esos años; sin embargo, el propio Lovell afirmó que, aunque había oído hablar del musical, no lo había visto ni tenía la intención de hacerlo. Véase Lowell y Kluger 2006 , pág. 87.
2. ↑ Esta corrección se llevó a cabo después de dos horas ("+2") desde el momento en que el barco pasó el pericynthion ( abreviado como "PC") . 

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Enlaces

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