Колумбия (КА)

«Колумбия» приземляется

«Колу́мбия» (англ. Columbia) — многоразовый транспортный космический корабль НАСА.

«Колумбия» — первый корабль системы «Спейс Шаттл». Строительство «Колумбии» было начато в 1975 году и 25 марта 1979 года «Колумбия» была передана в эксплуатацию НАСА. Шаттл был назван в честь парусника, на котором капитан Роберт Грей в мае 1792 года исследовал внутренние воды Британской Колумбии (ныне штаты США Вашингтон и Орегон). Название также было призвано увековечить наименование командного модуля космического корабля «Аполлон-11», который, в свою очередь, был назван в честь статуи, венчающей здание Конгресса США. В НАСА «Колумбия» имела обозначение OV-102 (Orbiter Vehicle — 102).

Первый пилотируемый полёт многоразового транспортного космического корабля «Колумбия» состоялся 12 апреля 1981 года. Командиром экипажа был ветеран американской космонавтики Джон Янг, пилотом — Роберт Криппен. Полёт был (и остается) уникальным: самый первый, фактически испытательный запуск космического корабля проводился с экипажем на борту.

Впервые шесть астронавтов составили экипаж во время полёта Колумбии STS-9. Среди этих шести астронавтов находился Ульф Мербольд (ФРГ), он был первым иностранцем на американском космическом корабле.

Командиром «Колумбии» (STS-90) была Айлин Коллинз — первая женщина-командир космического корабля.

«Колумбия» была тяжелее шаттлов, построенных позже, поэтому у нее не было стыковочного модуля. «Колумбия» не могла стыковаться ни со станцией «Мир», ни с МКС.

Последний полёт

Последний полёт «Колумбии» состоялся с 16 января по 1 февраля 2003 года. Экипаж составили: командир корабля Рик Хасбэнд, пилот Уильям МакКул, бортинженер Майкл Андерсон, научные специалисты Лорел Кларк, Дэвид Браун, Калпана Чавла и первый израильский астронавт Илан Рамон. Калпана Чавла совершала свой второй полёт, она была первой женщиной-астронавтом индийского происхождения. Утром 1 февраля после шестнадцатисуточного полета шаттл возвращался на Землю. НАСА потеряла связь с кораблём примерно в 14:00 дня по Гринвичу, за несколько минут до предполагаемой посадки на ВПП 33 Космического центра имени Кеннеди во Флориде — она должна была состояться в 14:16 GMT. Очевидцами были засняты горящие обломки шаттла, летящие на высоте около 63 км при скорости 5,6 км/с. Все семь членов экипажа погибли.

В течение нескольких месяцев после трагедии учёные НАСА исследовали возможные причины катастрофы. Они пришли к выводу, что к ней привело разрушение наружного теплозащитного слоя на левом крыле челнока, вызванное падением на него куска теплоизоляции кислородного бака при старте корабля. Горячие газы, также называемые плазмой в некоторых источниках, проникли внутрь, что привело к прогоранию и разрушению конструкции крыла и гибели шаттла.

Значительную роль в расследовании причин катастрофы сыграли данные, сохранившиеся в дополнительной системе фиксации бортовых параметров (Modular Auxiliary Data System, MADS), установленной только на «Колумбии», как на самом первом лётном экземпляре серии. Система предназначалась для подробного сбора показаний бортовых датчиков с целью их детального послеполётного анализа, что было критично в самых первых миссиях. Блок, фиксирующий показания датчиков на магнитный носитель, не будучи особым образом защищён, почти чудом уцелел, выполнив роль «чёрного ящика».

Найденные обломки корабля сейчас хранятся в Космическом центре имени Кеннеди.

Хронология трагедии

• 2:30 EST, 1 февраля 2003 — Центр Управления Полётами начал свою работу.

  Центр управления полётом не занимался никакими проблемами, связанными с посадкой шаттла. В частности, они не придали значения куску пены, отвалившемуся от кислородного бака во время старта. Вход в атмосферу должен был пройти в штатном режиме. Центр выполнял стандартные операции для подготовки челнока к входу в атмосферу. Синоптики исследовали погодные условия в районе Космического центра имени Кеннеди, где должна была приземлиться «Колумбия».

• 8:00 — Руководитель спуском из Центра управления полётом запрашивает пультовую о подтверждении схода шаттла с орбиты.

  Все прогнозы погоды были в пределах нормы, и все системы работали нормально.

• 8:10 — Офицер связи с бортом (The Capsule Communicator, CapCom) предупредил экипаж корабля, что разрешение на сход корабля с орбиты получено.
• 8:15:30 (EI-1719) — Командир корабля Хасбэнд и пилот МакКул приступили к отводу корабля с орбиты, произведя запуск двух двигателей орбитальной маневровой системы Колумбии.

  В момент запуска двигателей корабль находился в положении «вниз головой и хвостом вперёд» над Индийским океаном на высоте около 280 км. Манёвр по уходу с орбиты был произведён на 255-м витке, и за 2 минуты 38 секунд замедлил корабль с первой космической скорости (7,8 км/с) до начала входа в плотные слои атмосферы. Во время работы двигателей экипаж испытывал ускорение приблизитльно в 1/10 g. Не испытав проблем при выполнении манёвра, Хасбэнд перевёл «Колумбию» в положение «на правом боку, носом вперёд».

• 8:44:09 (EI+000) — Условная точка входа в плотные слои атмосферы (Entry Interface, EI). Считается, что вход происходит по достижении высоты 120 км (400000 футов). Вход в атмосферу произошёл над Тихим океаном.

  Когда «Колумбия» входит в плотные слои атмосферы, трение о воздух начинает нагревать переднюю кромку крыла. Температура возрастает постепенно, в типичном случае возрастая до 1400 °C за последующие 6 минут.

• 8:48:39 (EI+270) — Датчик на передней кромке левого крыла показывает значения, превышающие те, что были зафиксированы во время предыдущих входов «Колумбии» в атмосферу.

  Эта информация не была передана на Землю или показана экипажу, она была лишь зафиксирована Modular Auxiliary Data System.

• 8:49:32 (EI+323) — «Колумбия» совершает запланированный разворот направо. Скорость: 24,5 Маха.

  Колумбия начинает выполнять манёвры для точного управлением подъёмной силой, что требуется для ограничения скорости спуска и регулирования нагрева корпуса.

• 8:50:53 (EI+404) — «Колумбия» входит в десятиминутный период, во время которого корпус корабля подвергается наиболее тяжёлым тепловым нагрузкам. Скорость: 24,1 Маха; высота: 74 км.

Колумбия примерно в 8:57. Уже началось отделение обломков от левого крыла. Видео

• 8:52:00 (EI+471) — «Колумбия» примерно в 500 км западнее береговой линии Калифорнии.

  Температура на передней кромке крыла в этот момент обычно достигает 1450 °C.

• 8:53:26 (EI+557) — «Колумбия» пролетает над береговой линией Калифорнии западнее Сакраменто. Скорость: 23 Маха; высота: 70,6 км.

  В этот момент передняя кромка крыла челнока обычно нагревается до температуры, превышающей 1540 °C.

• 8:53:46 (EI+597) — Обнаружены следы отваливающихся обломков. Скорость: 22.8 Маха; высота: 70,2 км.

  Окружающая корабль плазма внезапно увеличивает яркость своего свечения, в ярком газовом шлейфе корабля происходит сильный электрический разряд. В последующие 23 секунды подобное явление произойдёт ещё четырежды, что отметят наблюдатели.

• 8:54:24 (EI+613) — Дежурный по техническому обслуживанию, механическим системам и жизнеобеспечению (The Maintenance, Mechanical, and Crew Systems (MMACS) officer) сообщил руководителю полёта, что четыре датчика гидравлической системы в левом крыле стали показывать значения ниже предела чувствительности (зашкалили за минимум). По данным Центра управления, до этого момента всё проходило совершенно нормально.

  Группа спуска (The Entry Team) продолжает обсуждать, что именно произошло с четырьмя датчиками.

• 08:54:25 (EI+614) — Пройдя воздушное пространство Калифорнии, «Колумбия» летит над Невадой. Скорость: 22.5 Маха; высота: 69,3 км.

  В этот момент наблюдатели отмечают яркую вспышку. В последующие 4 минуты это явление будет отмечено еще 18 раз.

• 8:55:00 (EI+651) — Спустя примерно 11 минут после входа корабля в плотные слои атмосферы кромка крыла обычно нагревается до 1650 °C.
• 8:55:32 (EI+683) — «Колумбия» пересекает границу штатов Невада и Юта. Скорость: 21,8 Мах; высота: 68 км.
• 8:55:52 (EI+703) — «Колумбия» пересекает границу штатов Юта и Аризона.
• 8:56:30 (EI+741) — Находясь над Аризоной, «Колумбия» начинает левый поворот.
• 8:56:45 (EI+756) — «Колумбия» пересекает границу Аризоны и Нью-Мексико. Скорость: 20,9 Маха; высота: 66,8 км.
• 8:57:24 (EI+795) — «Колумбия» прошла чуть севернее города Альбукерке.

Обломки «Колумбии» (отмечены красным, оранжевым и жёлтым цветом), обнаруженные радаром National Weather Service над Техасом и Луизианой.

• 8:58:00 (EI+831) — К этому моменту времени температура передней кромки крыла обычно возрастает до 1580 °C.
• 8:58:20 (EI+851) — «Колумбия» пересекает границу штатов Нью-Мексико и Техас. Скорость: 19,5 Маха; высота: 64 км.

  Примерно в это время от корабля отвалилась одна из теплозащитных плиток. Впоследствии, когда шёл поиск обломков, эта плитка стала самой западной из найденных частей корабля. Поисковики обнаружили ее в поле в Литтлфилд, штат Техас, к северо-западу от Lubbock.

• 8:59:15 (EI+906) — MMACS сообщил руководителю полёта, что телеметрия не показывает значений давления в обеих шинах левой стойки шасси. Затем руководитель полёта потребовал от офицера связи с бортом (CAPCOM) сообщить экипажу, что в Центре управления знают о таком факте и активно разбираются с показаниями датчиков, добавив, что последнее сообщение с борта для группы управления полетом было неразборчивым.

Временный мемориал возле главного входа в Космический центр имени Джонсона

• 8:59:32 (EI+923) — Записан обрывок ответа командира корабля: «Roger, uh, bu — [оборвалось на полуслове] …». Это была последняя связь с бортом. В этот же момент Центр управления полётом получил последние данные телеметрии.
• 9:00:18 (EI+969) — Любительская видеосъёмка, сделанная наземными наблюдателями, показывает, что в этот момент корабль разваливается на части. Хотя пропадание сигнала явилось причиной некоторой озабоченности в Центре управления полётом, там не было замечено никаких признаков серьёзных проблем.
• 9:05 — Жители северной части центрального Техаса сообщили о сильном звуке взрыва и слабой ударной волне. Кроме того, они сообщили о дымных следах и летящих обломках в ясном небе над районами, лежащими к юго-востоку от Далласа.
• 9:12:39 (EI+1710) — После получения сообщений о том, что корабль видят развалившимся на части, руководитель полётов NASA объявил тревогу (угроза потери корабля) и направил спасательные команды в район падения обломков. Он передал наземному оператору Ground Controller «запереть двери», что является кодовой фразой, указывающей на наступление нештатной ситуации. При этом никому не разрешается покидать или входить в помещение пультовой, и оператор(ы) обязан(ы) сохранить всю имеющуюся информацию для последующего расследования ^[1].
• 9:16 — Расчётное время посадки.

Полёты

Шаттл «Колумбия» 28 раз летал в космос, провел в космосе 300,74 суток, совершил 4808 оборотов вокруг Земли и пролетел, в общей сложности 201 454 702 км.

Старт «Колумбии»

№	Дата	Обозначение	Программа полёта
1	12 апреля 1981	Колумбия STS-1	Первый пилотируемый полет шаттла
2	12 ноября 1981	Колумбия STS-2	Второй полёт «Колумбии»
3	22 марта 1982	Колумбия STS-3
4	27 июня 1982	Колумбия STS-4
5	11 ноября 1982	Колумбия STS-5	Первый экипаж из четырёх астронавтов
6	28 ноября 1983	Колумбия STS-9	Первый экипаж из шести астронавтов
7	12 января 1986	Колумбия STS-61C	В экипаже — конгрессмен Билл Нельсон
8	8 августа 1989	Колумбия STS-28	Запуск шпионского спутника
9	9 января 1990	Колумбия STS-32	Возвращение спутника на Землю
10	2 декабря 1990	Колумбия STS-35	Эксперименты с рентгеновским и ультрафиолетовым телескопами
11	5 июня 1991	Колумбия STS-40	Эксперименты с космической лабораторией
12	25 июня 1992	Колумбия STS-50	Эксперименты с лабораторией микрогравитации
13	22 октября 1992	Колумбия STS-52	Запуск лазерного геодинамического спутника
14	26 апреля 1993	Колумбия STS-55	Эксперименты с немецкой космической лабораторией
15	18 октября 1993	Колумбия STS-58	Медицинские исследования
16	4 марта 1994	Колумбия STS-62	Лаборатория микрогравитации США
17	8 июля 1994	Колумбия STS-65	Международная лаборатория микрогравитации
18	20 октября 1995	Колумбия STS-73	Лаборатория микрогравитации США
19	22 февраля 1996	Колумбия STS-75	Эксперименты с привязанным спутником
20	20 июня 1996	Колумбия STS-78	Медицинские исследования и лаборатория микрогравитации
21	19 ноября 1996	Колумбия STS-80	Развертывание исследовательской платформы
22	4 апреля 1997	Колумбия STS-83	Лаборатория микрогравитации
23	1 июля 1997	Колумбия STS-94	Лаборатория микрогравитации
24	19 ноября 1997	Колумбия STS-87	Лаборатория микрогравитации США
25	13 апреля 1998	Колумбия STS-90	Медицинские исследования
26	23 июля 1999	Колумбия STS-93	Запуск рентгеновской обсерватории
27	1 марта 2002	Колумбия STS-109	Обслуживание телескопа «Хаббл»
28	16 января 2003	Колумбия STS-107	Последний полёт «Колумбии»

Некоторые факты

• Во время полёта Колумбии STS-75 впервые на одном из вспомогательных компьютеров (ноутбуке) была использована операционная система на основе [2]
• С одного из жёстких дисков, использовавшихся в полёте для фиксации информации о проводившихся на борту научных экспериментах и значительно повреждённом в результате катастрофы, впоследствии удалось восстановить 90 % информации, что сделало возможным окончание 20-летнего научного исследования. Восстановление информации заняло около 5 лет.^[3][4]

См. также

• Спейс Шаттл

Примечания

1. ↑ Columbia Accident Investigation Board Report of Columbia Accident Investigation Board, Volume I (2003). Проверено 4 января 2006.
2. ↑ Letters To The Editor (англ.). Linux Journal. Belltown Media, Inc. (1996-07-01). Проверено 30 сентября 2007.
3. ↑ Расшифрован диск с разбившегося шаттла Columbia (рус.). РосБизнесКонсалтинг (2008-05-10). Проверено 28 августа 2008.
4. ↑ Восстановлены данные винчестера с шаттла «Колумбия», разбившегося в 2003 году (рус.) (2008-05-09). Проверено 28 августа 2008.

Ссылки

• Спейс шаттл (англ.)
• Шаттл «Колумбия» (англ.)
• Гибель «Колумбии» (англ.)
• Отчёт комиссии по расследованию происшествия с «Колумбией» (англ.)
• Отчёт о расследовании возможностей выживания членов экипажа (англ.)