El desastre del challenger v1
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EL DESASTRE DEL CHALLENGER. Misión- 51 L.
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EL DESASTRE DEL CHALLENGER.Misión- 51 L.
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LA MISIÓN DEL CHALLENGER. Misión 51 L. Los Astronautas eran:Comandante - Francis R. Scobee.Piloto – Michael J. Smith.Especialista de misión 1 – Ellison S. Onizuka.Especialista de misión 2 – Judith A. Resnik.Especialista de misión 3 – Ronald E. McNair.Especialista en carga útil – Christa McAuliffe.Especialista en carga útil – Gregory B. Jarvis. (Hughes
Aircraft ).La tripulación inició entrenamientos 37 semanas antes del lanzamiento previsto para el 22 de enero de 1986.
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LA MISIÓN DEL CHALLENGER. Misión 51 L.
La carga y proyectos eran :
Satélite B de rastreo y relevador de datos.
Satélite Spartan Halley.
Programa de monitoreo activo del cometa Halley.
Experimentos de dinámica de fluidos.
Experimentos de partición de fases.
Proyecto maestro en el espacio.
Programa de participación estudiantil en el transbordador.
Experimento de monitoreo de radiación.
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LA MISIÓN DEL CHALLENGER. Misión 51 L.
Los objetivos de la misión 51 L. eran :
- Colocar en órbita un satélite de rastreo y relevador datos.
- Desplegar y recuperar el satélite Spartan que observó el
cometa Halley.- Realizar seis experimentos.
- LA MISIÓN SE PROGRAMÓ PARA EL 22 DE ENERO DE 1986.
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RETRASOS EN EL LANZAMIENTO.
Fecha prevista para el lanzamiento: 22 de enero de 1986.
El Primer Aplazamiento se anunció el 23 de diciembre de
1985 y quedó para el 23 de enero de 1986.
La misión 61C se aplazó y se requería un día mas para la
simulación integrada que se debía hacer.
El Segundo Aplazamiento lo hizo La Junta de Cambios
de Requerimientos de Programa y fijó el 25 de enero.
Luego la Junta lo pospuso para el 26 por solicitud de la
Base Kennedy y el retraso de la misión 61 C.
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RETRASOS EN EL LANZAMIENTO.El Tercer Aplazamiento ocurrió el 25 de enero en unareunión sobre el estado del tiempo que era muy malo en laBase Kennedy. La cuenta regresiva se suspendió.Quedó para el 27 de enero de 1986.
ACTIVIDADES DEL 27 DE ENERO.00:30 - Carga de combustible en el Challenger. 05:07 - La tripulación se levanta y se prepara para la misión.07:56 - La tripulación se abrochó los cinturones de seguridad dentro del transbordador.
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ACTIVIDADES DEL 27 DE ENERO.09:10 - La manija exterior de una escotilla presentaba problemas y se arregló a las 10:30. Se detuvo la cuenta regresiva.10:30 - La Base Kennedy reportó vientos cruzados superiores a lo admisible.(Para abortar y regreso.)12:35 - Se canceló el lanzamiento. SE REPROGRAMÓ PARA EL 28 DE ENERO DE 1986.El pronóstico del tiempo para esa noche era cielo despejado pero con temperaturas por debajo de cero.Se pidió a los ingenieros que evaluaran los posibles efectos del frío sobre el lanzamiento. Continuó cuenta regresiva y suministro de combustible al tanque exterior.
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Actividades del 28 de enero de 1986.
01:35 a 03:00 - Se mandó a inspeccionar la plataforma de lanzamiento que estaba cubierta con hielo. Causó gran preocupación. Se ordenó una nueva inspección 3 horas antes del lanzamiento.
Anteriormente se encontró un problema en el detector de
fuego del tanque en tierra de almacenamiento de
hidrógeno líquido. Se acumuló un retraso de una hora.
06:18 - Se llamó a la tripulación pero ya estaban
levantados.
Desayunaron, se pusieron el traje espacial y oyeron el resumen del clima. No hubo preocupación.
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Actividades del 28 de enero de 1986.08:03 - Llegaron a la plataforma B de lanzamiento.08:36 - Estaban los tripulantes en sus asientos del Challenger.08:44 - Se hizo una nueva inspección al hielo de la
plataforma y se dio un tiempo adicional para descongelación.
El equipo del hielo hizo otra inspección 20 minutos antes del lanzamiento.
11:15 - Se terminó la inspección del hielo.11:38:00,010 -Se inició el vuelo final del Challenger.
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Actividades del 28 de enero de 1986.Desde el despegue hasta que se perdió la señal no seobservó señal o síntoma de problemas.Las comunicaciones de voz siempre fueron normales.A los 57 segundos del despegue el Control de Misión
informó a la tripulación que los motores habían acelerado con éxito y que todos los demás sistemas eran satisfactorios. El Comandante agradeció y esta fue la última comunicación del Challenger.
Ninguna alarma sonó.La tripulación no tuvo indicios de problemas hasta la
desintegración del sistema del transbordador.Habían trascurrido 73 segundos.
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EL ACCIDENTE.La temperatura ambiente era 2.2º C.( 8.33º C mas baja
que en cualquier otro lanzamiento.)Se presentó una combustión explosiva de los propelentes
Hidrógeno y Oxígeno que destruyó el tanque exterior.Los dos cohetes reforzadores fueron despedidos por fuera
de la bola de fuego y fueron destruidos por el oficial de seguridad a los 110 segundos del lanzamiento.
La explosión sometió al orbitador a cargas extremas que causaron su ruptura estructural completa.
Toda la tripulación pereció.La primera noticia del desastre vino de un espectador con
video grabadora en vivo. Luego el radar mostró fragmentos.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.
0.066 segundos – Se encendieron los motores de combustible líquido del Challenger sujeto a la plataforma. Luego del cabeceo se libera de los pernos.
El tirón del orbitador produce las máximas cargas en las juntas del campo de popa de los cohetes reforzadores con una frecuencia de 3 ciclos por segundo.
0.0678 segundos – Las fotografías muestran una densa nube de humo gris saliendo de la junta de popa del cohete reforzador derecho. Salía entre los 270 y 310 grados de la circunferencia de la junta de popa.
Esta área apunta al tanque exterior de combustible.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.0.836 y 2.500 segundos – Aparecieron 8 nubes de humo
cada vez más negro. Se presentaron 4 veces por segundo siguiendo la frecuencia de la dinámica del impulso.
2.733 segundos – Último humo arriba de la junta de popa.3.375 Segundos – El humo es visible debajo de los
cohetes reforzadores mezclado con gases y la atmósfera.
El color negro y denso indica que la grasa, el aislante de la junta y los anillos O-rings de caucho se estaban quemando y erosionando por los gases propelentes.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.
Se revisaron las películas y fotos de todos los lanzamientos anteriores y no se encontraron emisiones de humo .
Los motores aceleraron al 104 %, ejecutó una maniobra programada de giro y desaceleró al 94%.
37 a 64 segundos. – Encontró vientos cortantes que exigieron esfuerzos de compensación en el vehículo pero sin superar los máximos de otros vuelos.
45 segundos – Aparecieron 3 destellos brillates debajo del ala derecha. Cada uno duró menos de 1/30 de segundo.
estos destellos se habían observado en otros vuelos.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.58.788 segundos –El transbordador aceleró al 104%, los cohetes
reforzadores aumentaron su empuje y la presión se aproximaba a los 3518 kg/m^2. Apareció una pequeña llama en la película ampliada, localizada en el campo de popa del reforzador derecho. Se originó a 305º de la circunferencia del cohete.
59.262 segundos – la llama creció y ya era continua sin requerir ampliación. Caía sobre el puntal que unía el cohete reforzador con el tanque exterior.
60 segundos – La telemetría mostró una caida en el empuje del cohete reforzador derecho.
62 segundos – Reaccionaron los controles para compensar el desequilibrio en el empuje de los cohetes reforzadores durante 9 segundos.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.
64.660 segundos – Cambió la forma y el color de la llama.
La llama penetró al tanque exterior.
La telemetría marcó el cambio de
presión en el tanque exterior.
64.705 segundos – Apareció un brillante resplandor.
72 segundos – Aparecen eventos muy rápidos que
indicaban la reacción de los controles
automáticos contra las fuerzas que
destruían el transbordador.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.72.20 segundos – El puntal inferior se rompe y el cohete reforzador derecho giró alrededor del puntal superior.73.124 segundos – El tanque exterior falla estructuralmente en el domo de popa, aparece una circunferencia de vapor blanco, se liberaron grandes cantidades de hidrógeno líquido y se creó un empuje hacia delante de unos 1.3 millones de kilogramos.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE. 73.137 segundos - El cohete reforzador derecho golpea la
parte inferior del tanque de oxígeno líquido y fallan todas las estructuras.
En milisegundos hay una combustión masiva de hidrógeno y oxígeno produciendo una inmensa bola de fuego.
El Challenger viajaba en ese momento a 1.92 Mach y a 14.000 m de altitud.
La combustión del hidrógeno y el oxígeno activó la combustión de los motores propulsores del Challenger.
Los colores café rojizos confirman tal combustión.El orbitador se rompió en varias secciones como el motor
principal, un ala, y el fuselaje delantero que arrastraba conexiones umbilicales del compartimiento de carga.
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CRONOLOGÍA DEL DESASTRE.El fuselaje se estrelló en el mar en caida libre a unos 330
Km/h con destrucción total.
Los cohetes reforzadores se desprendieron siguiendo trayectorias erráticas y fueron destruidos 110 segundos después del lanzamiento.
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COMISIÓN PRESIDENCIAL.
3 de febrero de 1986-El Presidente Ronald Reagan nombró una comisión para investigar en forma completa y objetiva el accidente del CHALLENGER.
10 de febrero – Director Ejecutivo el Dr. Alton G. Keel.
Nombró 15 investigadores muy
experimentados del Gobierno, los Militares
y la Administración.
En sesión secreta de ese día apareció la preocupación por los efectos de la baja temperatura en los anillos y los
indicios de que el Contratista la noche anterior recomendó inicialmente que no se hiciera el
lanzamiento.
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COMISIÓN PRESIDENCIAL.
13 y 14 de febrero se estudiaron las películas, videos y la telemetría del vuelo 51 L.
14 de febrero – Se reunieron con los funcionarios de la NASA y del Contratista que participaron en la discusión
del 27 de enero sobre no autorizar el lanzamiento.
15 de febrero – El presidente Reagan ordenó que en la comisión no debería estar el personal de la NASA que participó en el proyecto.
La nueva Comisión pasó a ser investigadora y nó supervisora.
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COMISIÓN PRESIDENCIAL.
William P. Rogers –Presidente.-Ex Secretario de Estado.
Neil A. Armstrong – Ex Astronauta.
David C. Acheson – Ex Vicepresidente de Communications Satellite Corporation.
Dr Eugene E. Covert – Dpto Aeronáutica y Astronáutica del
MIT.
Dr Richard P.Feynman – Físico del Caltech.
Rober B. Holz – De Aviation Week and Space Technology.
My Gral Donald J. Kutyna – Director de Comunicaciones
Espaciales de la Fuerza Aérea.
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COMISIÓN PRESIDENCIAL.
Dra Sally K. Ride – Física y Astronáuta –Primera mujer en
el espacio.
Robert W. Rummel. – Ex Vicepresidente de Trans World
Airways.
Joseph F. Sutter. – Ingeniero Aeronaútico de la Boeing.
Dr Arthur B.C. Walker, Jr. – Profesor de Física Aplicada –
U. de Stanford.
Dr Albert D. Wheelon. – Físico – Vicepresidente de
Hughes.
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COMISIÓN PRESIDENCIAL.
Brg Gral Charles Yeager. – Ex Piloto de pruebas –Barrera
del Sonido.
Dr Alton G. Keel, Jr. – Director de la Comisión. – Director
Asociado de Seguridad Nacional y
Asuntos Internacionales.
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Causas del accidente.
Se investigaron las siguientes áreas :
1. Los sistemas de la plataforma de lanzamiento.
2. El tanque exterior.
3. Los motores principales del transbordador.
4. Los subsistemas del transbordador: propulsante y potencia, aviónica, control térmico y ambiental, sustento de la vida y sistemas mecánicos y de interfase.
5. Carga útil.
6. Cohete reforzador de combustible sólido de la izquierda.
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Causas del accidente.• Ninguno de estos elementos contribuyó o causó el
accidente.• También se descartó el sabotaje.La investigación se concentró en el cohete reforzador de
combustible sólido de la derecha y especificamente en su motor. Se examinaron cuatro áreas:
1. La carga estructural.2. La pared externa del cohete.( 1.27 cm de espesor.)3. Anomalías en el propulsante.4. Pérdida del sello a presión de la junta.La comisión encontró que las tres primeras áreas no
causaron el Accidente.
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FALLA DEL SELLO DE LA JUNTA.
Se determinó que la llama proveniente del cohete reforzador derecho que surgió en la popa a unos
305 º causó el desastre.
La falla fué en el sello de la junta del campo de popa.
Al recuperarse los restos el campo de popa tenía orificios grandes que iban de los 291º a los 318 º.
Diagrama de la espiga, la horquilla y el O – Ring.
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OTROS HALLAZGOS.1. El diámetro de los dos segmentos del motor había
aumentado por los usos anteriores.2. El espacio era cercano a 0.008 pulgadas cuando lo
normal era de 0.004. ( 1/10 de milímetro.) El diámetro del anillo era de 71 mm.
3. La falta de redondez mostró al hacer el ensamblaje que el anillo quedaba comprimido en los 120º y 300º.
4. La temperatura en la posición de 300º se estimó que estuvo en ( - 2.22º, + - 2.8 º C.)
5. La temperatura en el lado opuesto del cohete donde daba el sol se estimó en 10ºC.
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OTROS HALLAZGOS.
Entre la espiga y la horquilla se selló con masilla de cromato de zinc.
La masilla comprimida por los gases del motor acciona a presión los dos O – Rings que al desplazarsen sellan la junta.
Con pruebas de laboratorio se comprobó este accionar.
La presión de encendido, la combustión del cohete reforzador y el movimiento del vehículo abren el espacio entre espiga y horquilla entre 0.017 y 0.019 pulgadas. (5/10 de mm.). Estos esfuerzos comienzan a 200 milisegundos y llegan al máximo a los 600 milisegundos.
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OTROS HALLAZGOS.El tanque exterior y el cohete reforzador están conectados
por varios puntales, incluso uno situado a 310º del campo de popa. El efecto es que esto aumenta la apertura entre 10 y 20 %.
El O – Ring sometido a compresión a 24º C. responde 5 veces mas rápido para recuperar su forma normal que otro a -1.1º C.
La estrechez inicial entre espiga y horquilla debió cerrar los O - Ring que al no desplazarse no sellaron las paredes.
Al abrirsen los espacios por el empuje, los anillos tampoco recobraron su forma normal. Lo que siguió fue la destrucción de la junta por la penetración de las llamas del propelente y la quema de los sellos y los anillos.
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LA CAUSA QUE CONTRIBUYÓ AL ACCIDENTE.La toma de decisiones para autorizar el lanzamiento
estuvo viciada.Niveles de decisión:Nivel 1 - Revisión operativa del vuelo .Nivel 2 - Revisión operativa previa al vuelo.Nivel 3 – Revisión operativa de los centros espaciales Marshall, Kennedy y Johnson. Nivel 4 – Los contratistas. Ellos reportaban así: Motor principal, cohete reforzador y tanque exterior al Centro Marshall. Sistemas y procesos del transbordador al Centro Kennedy.
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LA CAUSA QUE CONTRIBUYÓ AL ACCIDENTE.
El Orbitador, y la integración de los sistemas al
Centro Johnson.
Los Contratistas tenían reservas desde vuelos anteriores con los anillos a bajas temperaturas y así lo habían comunicado al Centro Marshall. Pero el Centro asumió que era un detalle interno y nunca comunicó a los niveles 1 y 2 esa inquietud.
Venían haciendo pruebas desde 1985 y los otros Centros tampoco conocían la inquietud por los anillos.
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LA CAUSA QUE CONTRIBUYÓ AL ACCIDENTE.REUNIONES DEL 27 DE ENERO.
2:30 pm. – El administrador del Solid Rocked Booster se reunió con los ingenieros a evaluar las bajas temperaturas. Se avisó al Kennedy sobre esas preocupaciones y se contactó al residente del Marshall en Kennedy.
5:45 pm – Se recomendó aplazar el lanzamiento. Fue informado el administrador del Programa en Johnson-Nivel 2 – y se acordó reunirsen nuevamente.
8:45 pm. Llegaron cartas del contratista con el aplazamiento y el Administrador del Contratista recomendó el aplazamiento. Era la temperatura mas baja sin antecedente en vuelos anteriores.
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LA CAUSA QUE CONTRIBUYÓ AL ACCIDENTE.
REUNIONES DEL 27 DE ENERO.
Se consultó al Vicepresidente del SRB quien sostuvo que no podía cambiar la recomendación de ingeniería.
Se disgustaron y SRB pidió cinco minutos para una reunión privada de directivos.
La consulta duró 30 minutos. Dos de los ingenieros objetaron el lanzamiento y también el Vicepresidente.
El Vicepresidente de más alto rango de operación del vuelo dijo que se debía tomar una decisión administrativa y le pidió al Vicepresidente del Contratista
que se pusiera el sombrero de Administrador.
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LA CAUSA QUE CONTRIBUYÓ AL ACCIDENTE.
REUNIONES DEL 27 DE ENERO.
Se realizó una última reunión con participación de tres Vicepresidentes y a las 11:00 pm. se informó que los datos de ingeniería no eran concluyentes, se autorizaba el lanzamiento y el Contrarista confirmó por telefax la autorización del vuelo.
Al final se sacrificó la seguridad y los procedimientos para satisfacer a un cliente muy importante.
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EL OTRO INFORME DE RICHARD P. FEYNMAN. De cómo evolucionaron en la NASA los criterios deconfiabilidad a medida que los vuelos eran éxitosos.
COHETES DE COMBUSTIBLE SÓLIDO.De 2900 vuelos con estos cohetes fallaron 121.(1 de cada
25.) Estos incluyeron los errores iniciales .Tendrían entonces una tasa de fallos de 1 en 50. Con una
inspección pieza por pieza las fallas serían de 1 por 100.
La Nasa argumentó que la probabilidad de fallas era de 1 en 100 000 porque ninguno se había destruido y estos
cohetes eran usados en vuelos tripulados con parámetros de seguridad muy altos.
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De cómo evolucionaron en la NASA los criterios de
confiabilidad a medida que los vuelos eran éxitosos.
En el caso de la misión 51 L. se anotó que en el vuelo 51 C
la erosión del anillo había sido de 1/3 del radio y que el
laboratorio demostró que para el fallo total se requería
un deterioro igual al radio y por consiguiente el factor de seguridad era de 3.
EL MOTOR DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO.
Lo usual en ingeniería mecánica es que antes de ensamblar un motor se estudian y someten a prueba cada una de las piezas y luego se arma el motor y se
prueba la operación integral del mismo.
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EL MOTOR DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO.
La NASA procedía al contrario: armaba primero el motor y luego lo probaba y hacía correcciones. Se basaba en
que los materiales y las piezas eran totalmente confiables.
Si aparecían grietas se evaluaba su longitud y el factor de seguridad se evaluaba por lo faltante para el colapso de la pieza. Con este sistema de evaluación abandonaron
los parámetros de la FAA.
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LA AVIÓNICA.
Los ordenadores :Los programas cuentan con mas de
250 000 instrucciones en un sistema que es redundante con 4 computadoras y que se implementaron hace 20
años. Son de altísima confiabilidad y no se ha modernizado por lo complejo y el riesgo de empezar de nuevo. Se trabaja con decisiones de dos computadoras
en caso de falla de las otras dos .
Se tiene un programa independiente para verificar los programas que es riguroso y costoso de correr pero que
garantiza una confiabilidad muy alta.
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Feynman recomienda adelantar programas modernos para las nuevas computadoras con la calidad de los programas actuales. En temas como sensores y efectos de la aviónica hay problemas en la confiabilidad.
Cuentan con una redundancia muy alta y a pesar de las fallas éstas no se han corregido.
El informe llama la atención sobre la reinterpretación de factores de seguridad en la NASA y la amenaza que representa la toma de decisiones por fuera de
factores reales. Esto condujo a que el afán del éxito y de obtener contratos, fueran prioritarios a costa de
la seguridad.
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