Challengerkatastrofen 1986 – rymdfärjan som exploderade 73 sekunder efter start
Katastrofen med rymdfärjan Challenger inträffade den 28 januari 1986 när NASA:s rymdfärja Challenger bröts sönder 73 sekunder efter start. Alla sju besättningsmedlemmarna omkom. Det var den 25:e flygningen av en rymdfärja. Orsaken till explosionen var en del kallad O-ring som gick sönder i den högra fasta raketboostern. Under flygningen läckte heta gaser ut från O-ringen och fick den att gå sönder. Rymdfärjorna slutade flyga i två och ett halvt år.
Besättning
- Francis "Dick" Scobee – befälhavare
- Michael J. Smith – pilot
- Ronald McNair – uppdragsspecialist
- Ellison Onizuka – uppdragsspecialist
- Judith Resnik – uppdragsspecialist
- Gregory Jarvis – payload specialist
- Christa McAuliffe – lärare som deltog som payload specialist i det s.k. Teacher in Space-programmet
Händelseförlopp
Starten genomfördes från Kennedy Space Center den 28 januari 1986. Kort efter liftoff—73 sekunder in i flygningen—bröts rymdfärjan sönder och en kraftig brand- och gasström orsakade att extern tank och orbitalmodul skiljdes åt. Vrakdelarna föll ner i Atlanten. Alla ombord omkom i samband med olyckan eller dess omedelbara följder.
Orsak och utredning
Efter olyckan tillsattes en oberoende utredning, den s.k. Rogers-kommissionen. Utredningen visade att olyckan hade en teknisk orsak i form av en töjbar packning, en så kallad O-ring, i fogen mellan segmenten på den högra fasta raketboostern. Packningen förlorade sin förmåga att täta vid de ovanligt kalla temperaturerna som rådde den morgonen, vilket ledde till att heta gaser läckte ut och antände strukturer som fick uppdriften att misslyckas.
Utredningen konstaterade också att beslutet att genomföra starten fattats trots varningar från ingenjörer hos tillverkaren Morton Thiokol. Kommissionen pekade vidare på organisatoriska brister inom NASA—bristande kommunikation, felaktiga bedömningar av risk och en kultur som underlättade att tekniska farhågor tystades ner.
Fysikern Richard Feynman blev särskilt uppmärksammad för sin demonstration under utredningen där han visade hur gummipackningens elasticitet minskade vid kyla, vilket illustrerade O-ringens sårbarhet.
Konsekvenser och åtgärder
Som följd av utredningen stoppades rymdfärjeprogrammet i ungefär två och ett halvt år. NASA genomförde omfattande tekniska förändringar—bland annat en omkonstruktion av fogen och tätningarna på de fasta raketboostrarna, förbättrade kvalitetskontroller och införande av uppvärmning/isolering för att skydda tätningarna mot kyla. Även ledningsstruktur och beslutsprocesser i NASA reformerades för att bättre hantera säkerhetsvarningar.
Rymdfärjeresorna återupptogs med uppdraget STS-26 i september 1988 (uppdraget med rymdfärjan Discovery), efter att de tekniska och organisatoriska bristerna åtgärdats.
Eftermäle och minnesmärken
Challengerkatastrofen fick stort genomslag i media och ledde till omfattande intern och extern granskning av rymdverksamheten. Bland annat grundades Challenger Center for Space Science Education av familjemedlemmar och kollegor till de omkomna för att hedra deras minne genom utbildning och inspirerande verksamhet för unga.
Det finns flera minnesmärken och ceremonier som årligen hedrar besättningen. Olyckan påverkade också synen på riskhantering i stora tekniska projekt och betraktas ofta som ett exempel på hur tekniska fel i kombination med organisatoriska brister kan leda till katastrofala följder.
Varför det är viktigt att minnas
Challengerkatastrofen är ett tragiskt exempel på att tekniska detaljer (som en liten O-ring) kan få ödesdigra konsekvenser när de kombineras med mänskliga och organisatoriska misstag. Lärdomarna från olyckan har påverkat säkerhetskulturen inom rymdverksamheten och andra tekniska områden, och påminner om vikten av att ta varningar från teknisk personal på allvar och att ständigt arbeta för att förbättra både teknik och beslutsprocesser.
Challenger börjar brytas sönder
Bakgrund
Uppdraget för flygningen som slutade i en katastrof kallades STS-51-L. Det var Challengers tionde uppdrag. STS-51-L var planerad att placera ut den andra i en serie av spårnings- och datarelais-satelliter. Det skulle också genomföra den första flygningen av "Shuttle Pointed Autonomous Research Tool for Astronomy" (SPARTAN-203) / Halley's Comet Experiment Deployable för att observera Halleys komet.
En av besättningsmedlemmarna var Christa McAuliffe, en civil lärare. Hon skulle genomföra flera lektioner från rymden som en del av Teacher in Space Project och Shuttle Student Involvement Program (SSIP). En annan besättningsmedlem på det här uppdraget, Gregory Jarvis, skulle ursprungligen ha flugit på den föregående rymdfärjeflygningen (STS-61-C). Han omplacerades dock till denna flygning och ersattes av kongressledamoten Bill Nelson.
Problem med O-ringen
O-ringen var en del av skyttelns fasta raketbooster som, när den fungerade korrekt, hindrade varm gas från att läcka ut genom fogar i boosterns stålskida, så kallade fältfogar. Varje booster hade tre fältfogar, och varje fog hade två O-ringar av gummi, en huvud- och en reservring, som omgärdade boostern. När boosterarna testades 1977 fick emellertid kraften från trycket i boosterens inre ståldelar att böja sig bort från varandra vid fältfogarna, vilket gjorde att O-ringarna gick sönder och de heta gaserna kunde flyga ut. Detta kallades "joint rotation", och om de heta gasernas "blow-by" mot O-ringarna var tillräckligt kraftig kunde den ha förstört ringen och fått boostern att explodera. Man fann dock också att O-ringarna av gummi skulle förskjutas under krafterna vid start och bilda en tätning ändå, vilket kallades "extrusion", så NASA såg inte problemet som så allvarligt.
O-ringarna hade blåst sönder under de första flygningarna med rymdfärjan, och ingenjörerna som byggde boostern märkte ett mönster: mer blåst sönder i kalla temperaturer. Företaget Thiokol som byggde boostern hade arbetat på en lösning men hade inte berättat för NASA trots att O-ringarna var "kritiska 1"-delar, vilket innebär att raketen skulle förstöras om de inte fungerade som de skulle, vilket skulle innebära att raketen skulle förstöras. Criticality 1-delar fick inte heller förlita sig på en reservdel för säkerheten - detta innebar att reserv-O-ringen i boostern inte var tillräckligt bra för att hålla astronauterna säkra.
Starta
Det var ovanligt kallt på morgonen för rymdfärjans uppskjutning. Ingenjörerna hävdade att Challenger inte skulle lyfta eftersom temperaturen var 31 °F (-1 °C; 273 K) och att O-ringarna inte kunde täta ordentligt om temperaturen var under 53 °F (12 °C; 285 K). NASA:s befälhavare höll inte med och sa att reserv-O-ringen skulle fungera. Det visade sig senare att de hade fel. Temperaturen var så låg att istappar hängde från vissa delar av uppskjutningsrampen. Nasa-ledarna övertygade dock ingenjörernas chefer att överrösta dem och godkänna uppskjutningen.
Challenger lyfte exakt klockan 11.38 EST. Under de första fyra sekunderna av flygningen sågs grå rök på kamerorna på uppskjutningsplattformen komma ut från den bakre (nedre) fältkopplingen i den högra boostern. Detta var O-ringarna som delvis förstördes - de hade frusit fast och kunde inte täta, så de heta gaserna brände bort dem helt och hållet innan "extruderingen" kunde ske. Aluminiumoxid, som bildades av det brinnande raketbränslet, täppte till springan och bildade en svag tätning. Challenger var säker för tillfället och lämnade snabbt uppskjutningstornet.
Fordonsuppdelning
Challenger flög normalt i nästan en minut. Vid 59 sekunder gick dock aluminiumförseglingen sönder. Detta gjorde att det brinnande raketbränslet kunde flyga ut genom den trasiga delen av O-ringen. En synlig eldplym kom ut ur den högra SRB:n och brände både den externa bränsletanken och den metallbit som höll de två sammanlänkade. Denna plym brann genom bränsletankens botten, där det flytande vätgasbränslet förvarades. 68 sekunder efter start ökade motorerna effekten för att producera högsta möjliga dragkraft (så kallad throttling up). Flygledarna informerade rymdfärjans besättning om att deras flygstatus var "go" vid uppdriftsfasen. Flygchefen Dick Scobee svarade med "Roger, go vid gasupptagningen". "
72 sekunder efter start brände dock branden som hade brunnit genom bränsletanken även genom den anslutande metallen, vilket gjorde att den högra boostern bara hängde kvar i den främre (övre) fästpunkten. Challenger avvek plötsligt från sin avsedda bana, vilket kan ha känts av besättningen. En halv sekund senare sade Smith de sista orden som fångades upp av den inspelare som var avsedd att registrera alla interaktioner i besättningsutrymmet i rymdfärjan under flygning: "Uh oh...". Smith kan ha reagerat på att skyttelns dator talade om för honom att motorerna rörde sig snabbt för att kompensera för den nu lösa boosten i ett meningslöst försök att få skytteln tillbaka på den planerade banan. Den högra boosten, som var fri att svänga runt sin kvarvarande anslutning, vände utåt och slog i toppen av bränsletanken precis när vätetanken gick sönder. Det brinnande flytande bränslet tryckte in vätetanken i den nu trasiga övre syretanken och förstörde båda. De två flytande bränsledelarna kombinerades och exploderade på en gång och slukade Challenger i en enorm explosion. Boosters, som var gjorda av tjockt stål, överlevde detta, och även om själva explosionen inte förstörde Challenger direkt, tryckte den in skytteln i fel vinkel för dess flygbana genom luften, vilket orsakade ett enormt motstånd som slet sönder Challenger.
Man vet inte mycket om vad som hände minuterna efter brytningen. Besättningshytten var fortfarande intakt när den började falla, eftersom den var byggd för att vara stark. I den officiella rapporten om katastrofen står det att besättningen överlevde den första brytningen och att minst tre personer fortfarande var vid liv. De kunde flytta på brytare som krävde att man drog av ett lock innan de kunde flyttas, troligen när de försökte återta kontrollen över farkosten, samt aktivera sina luftpaket. Besättningshytten hade ingen form av fallskärm, och den krossades i havet efter att ha fallit i 2 minuter och 45 sekunder med en hastighet av cirka 333 kilometer i timmen (207 miles per timme). Alla besättningsmedlemmar som kunde ha överlevt den första upplösningen dog omedelbart med mer än 200 gånger den normala gravitationens kraft. Detta är som att gå från 0 till över 7 100 kilometer i timmen (4 400 miles per timme) och sedan sakta ner igen till 0, allt inom en sekund.
Utredning
Många ville veta varför Challenger exploderade. President Ronald Reagan bad om en rapport om katastrofen. Den kallades Rogerskommissionens rapport och skrevs av en grupp astronauter, forskare och ingenjörer. De tog reda på vad som hade hänt och varför Challenger exploderade. I rapporten stod det att de ansvariga på NASA inte lyssnade på de ingenjörer som sa att O-ringarna inte var säkra, och att de ansvariga ibland trodde att delar av rymdfärjan var välgjorda när de inte var det. De skrev också att NASA ibland gjorde osäkra saker för att folk skulle bli arga om uppskjutningarna av rymdfärjan försenades.
Det fanns inga färjeflygningar medan rapporten skrevs. Efter att rapporten skrevs var NASA tvunget att vara försiktigare på många olika sätt.
Frågor och svar
F: Vad hände den 28 januari 1986?
S: Den 28 januari 1986 bröts NASA:s rymdfärja Challenger sönder 73 sekunder efter start och alla sju besättningsmedlemmar omkom.
F: Hur många flygningar hade rymdfärjan genomfört före katastrofen?
S: Före katastrofen hade rymdfärjan genomfört 25 flygningar.
Fråga: Vad orsakade explosionen av rymdfärjan Challenger?
Svar: Orsaken till explosionen var en del som kallas O-ring och som gick sönder i den högra fasta raketboostern. Under flygningen släppte heta gaser ut från denna O-ring och fick den att gå sönder.
F: Hur länge slutade färjorna att flyga efter denna incident?
S: Skyttlarna slutade flyga i två och ett halvt år efter denna incident.
F: Vad är en O-ring?
S: En O-ring är en mekanisk packning i form av en ring som används som en tätning mellan två eller flera delar för att förhindra läckage eller utflöde av vätska eller gas.
Fråga: Var fanns O-ringen på rymdfärjan Challenger?
S: O-ringen var placerad på den högra fasta raketboostern på rymdfärjan Challenger.
