Текст книги "Аполлон-13"
Автор книги: Джим Лоувелл
Соавторы: Джеффри Клюгер
сообщить о нарушении
Текущая страница: 26 (всего у книги 32 страниц)
Однако путь на Луну был закрыт лишь для командира «Аполлона-13» но не для «НАСА». На заводах «Грумман» и «Норт Америкэн Роквелл» и в сборочных корпусах Космического Центра все еще стояли стрелы ускорителей «Сатурн-5», и флотилия «Аполлонов» была готова к запуску. Но прежде, чем «Агентство» начнет даже думать об отправке в космическую пустоту очередного экипажа, необходимо установить причину последнего инцидента, чуть не погубившего последний экипаж.
Было несколько мыслей по этому поводу. После изучения изображений, переданных на Землю экипажем «Аполлона-13», «НАСА» заключило, что корабль разрушил не метеорит и не другое подобное тело. Было ясно, что повреждение корпуса «Одиссея» не имеет ничего общего с ударом каменной глыбы, пробившей борт корабля и разрушившей по пути кислородный бак, а связано с каким-то взрывом внутри самого бака, который вырвал оболочку корабля изнутри. 17 апреля, всего через несколько часов после спуска командного модуля в океан, руководитель «НАСА» Томас Пэйн создал Комиссию по расследованию причин случившегося.
По решению Пэйна ее возглавил Эдгар Кортрайт, директор Исследовательского Центра Агентства в Лэнгли, штат Вирджиния. Вместе с Кортрайтом работали еще четырнадцать человек: по-прежнему знаменитый Нейл Армстронг, двенадцать инженеров и официальных лиц «НАСА» и, что более важно, независимый наблюдатель не из Агентства. В «НАСА» понимали, что Конгресс, по-прежнему, помнит, как расследовали пожар на «Аполлоне-1», не вынося сор из избы, и захочет иметь в Комиссии такого наблюдателя. Продолжая получать окрики из Вашингтона после того секретного расследования, «НАСА» было готово к сотрудничеству.
Комиссия Кортрайта быстро приступила к работе. Хотя никто из ее участников и не знал, какую причину взрыва «Аполлона-13» они обнаружат, но они понимали, чего они точно не обнаружат – одиночную причину. Еще со времен деревянно-брезентовых бипланов летчики и пилоты-испытатели знали, что катастрофа самолета почти никогда не бывает вызвана одной фатальной неполадкой оборудования: неизбежно случается целая серия отдельных мелких поломок, каждая из которых в отдельности не способна причинить ощутимого вреда. Но со всеми вместе взятыми не справится даже самый опытный пилот. Члены комиссии догадывались, что «Аполлон-13» почти наверняка стал жертвой вереницы подобных мини-неисправностей.
Первым шагом Комиссии стало изучение всей длинной производственной цепочки кислородного бака номер два. Каждый из главных компонентов корабля «Аполлон» от гироскопов и радио, до компьютеров и криогенных баков тщательно отслеживался инспекторами по контролю за качеством, начиная с создания рабочего эскиза и заканчивая моментом отрыва корабля от стартовой площадки. Любая выявленная аномалия в производстве или испытаниях записывалась и архивировалась. Как правило, чем толще был файл к какой-нибудь детали, тем большую головную боль она вызывала. Кислородный бак номер два имел целое досье.
Проблемы с этим баком начались еще в 1965-м, когда Джим Лоувелл и Фрэнк Борман занимались тренировками для полета на «Джемини-7», а «Норт Америкэн Авиэйшн» создавала командно-сервисный модуль «Аполлона», который постепенно должен был заменить двухпилотный корабль. Как и любой подрядчик, взявшийся за такую огромную инженерную разработку, «Норт Америкэн» не пыталась самостоятельно выполнить всю работу целиком, а передоверила отдельные части проекта субподрядчикам. Одним из самых деликатных заданий являлась постройка криогенных баков корабля. Эта работа была поручена «Бич Эйркрафт» в Боулдере, штат Колорадо.
«Бич» и «Норт Америкэн» понимали, что космическому кораблю нужны не просто изолированные сосуды. Для хранения такого чувствительного содержимого, как жидкий кислород и водород, сферические емкости должны иметь все виды защиты – вентиляторы, термометры, датчики давления и нагреватели, каждое из которых будет погружено в эту низкотемпературную жидкость и каждое будет подключено к электричеству.
Электрические системы корабля «Аполлон» имели рабочее напряжение 28 вольт – столько вырабатывали три топливных элемента сервисного модуля. Ни одна из систем, установленных внутри криогенного бака и подключенных к такому относительно низкому напряжению, не требовала столь тщательного контроля, как нагреватели. Жидкий водород и кислород обычно содержались при постоянной температуре минус 207 градусов. С одной стороны, это было достаточно холодно для поддержания газов в жидком состоянии, а с другой стороны, достаточно тепло для их испарения и подачи через магистрали в топливные элементы и кабину корабля. Однако, время от времени, давление в баках опускалось слишком низко, не позволяя газу двигаться по магистралям, нарушая работу топливных элементов и подвергая экипаж опасности. Для предотвращения подобной ситуации иногда включались нагреватели, тепло которых поднимало внутреннее давление до безопасного уровня.
Естественно, расположение нагревательных элементов в баке со сжатым кислородом – рискованная затея. Для минимизации опасности возгорания или взрыва нагреватели были снабжены термопереключателями, которые должны были отключать напряжение от спирали, если температура в баке поднимется слишком сильно. В соответствии со стандартами верхний предел температуры был не очень высок: инженеры его установили в 27 градусов. Но температура в герметичных емкостях обычно была на 234 градусов, так что это означало весьма значительный подогрев. Когда нагреватели были включены и работали в нормальном режиме, контакты термостата были замкнуты и по цепи шел электрический ток. Если же температура в баке поднималась выше отметки в 27 градусов, то два маленьких контакта термостата размыкали цепь и отключали питание.
Когда «Норт Америкэн» передала контракт на производство баков «Бич Эйркрафт», она, как подрядчик, сообщила своему субподрядчику, что контакты термостата, как и большинство систем корабля, должны быть рассчитаны на 28 вольт бортовой сети, и «Бич» согласилась. Однако не всегда в сети корабля было такое напряжение. Для проведения предстартовых испытаний в течение недель и месяцев, предшествующих запуску, корабль был подключен к наземным генераторам Мыса Канаверал. По сравнению со слабыми топливными элементами сервисного модуля, эти генераторы постоянно вырабатывали все 65 вольт.
«Норт Америкэн», в конечном счете, обеспокоилась тем, что это относительно высокое напряжение может спалить чувствительную нагревательную систему криогенных баков еще до старта с площадки, и приняла решение изменить спецификации. Она предупредила «Бич», чтобы та аннулировала первоначальный проект и подготовила новый, рассчитанный на высокое напряжение стартовой площадки. В соответствии с эти требованием «Бич» изменила всю нагревательную систему, точнее, почти всю. Необъяснимо, но инженеры забыли изменить спецификацию на контакты термостата, оставив 28-вольтовые контакты в 65-вольтовых нагревателях. Работу «Бич» перепроверяли специалисты самой «Бич», «Норт Америкэн» и «НАСА», но никто не заметил этой ошибки.
Использование 28-вольтовых контактов в 65-вольтовых баках совсем необязательно приведет к повреждению бака, как и, например, неправильный монтаж проводки в доме не всегда вызывает вспышку при первом включении света. Тем не менее, эта ошибка была серьезной, а до катастрофы ее довели другие человеческие оплошности. Комиссия Кортрайта вскоре их обнаружила.
Баки, которые, в конечном счете, отправились в полет на борту «Аполлона-13», были поставлены на завод «Норт Америкэн» в Доуни, штат Калифорния, 11 марта 1968-го, укомплектованными 28-вольтовыми контактами. Там они были помещены в металлический каркас и установлены в сервисный модуль номер 106. Модуль 106 должен был лететь с экспедицией «Аполлон-10» в 1969 году, когда Том Стэффорд, Джон Янг и Джин Сернан проводили первое испытание лунного модуля на орбите Луны. Но в последующие месяцы в конструкцию кислородных баков вносились технические улучшения, и инженеры решили снять их с сервисного модуля «Аполлона-10» и заменить новыми. Старые баки должны были быть модернизированы и установлены в сервисный модуль другой экспедиции.
Снятие криогенных баков с корабля «Аполлон» – это деликатная процедура. Поскольку почти невозможно отделить бак от подходящих к нему трубок и электрических проводов, приходилось снимать всю конструкцию целиком. Для этого специалисты должны были подцепить раму подъемным краном, отвернуть четыре удерживающих болта и вытащить эту сборку наружу. 21 октября 1968 года, когда Уолли Ширра, Дон Эйсел и Уолт Каннингем приводнились после 11-дневного полета «Аполлона-9», инженеры «Роквелл» отсоединили раму бака в модуле номер 106 и начали осторожно ее поднимать.
Крановщики не знали, что один из болтов остался в опоре. Когда включили мотор лебедки, рама приподнялась лишь на несколько сантиметров, после чего началась пробуксовка и рама упала на прежнее место. Удар, вызванный этим падением, был несильный, но последующая процедура была тщательно прописана. В случае любого, даже самого незначительного, инцидента на заводе, должна быть проведена инспекция компонентов корабля, чтобы убедиться в отсутствии повреждений. Баки с упавшей рамы были обследованы и признаны неповрежденными. Вскоре после этого они были извлечены, модернизированы и установлены в сервисный модуль номер 109, который стал частью широко известного корабля «Аполлон-13». В начале 1970-го носитель «Сатурн-5» с установленным кораблем «Аполлон-13» был вывезен на стартовую площадку и подготовлен к апрельскому запуску. Именно здесь, как определила Комиссия Кортрайта, было положено последнее звено цепи, приведшей к катастрофе.
Одним из ключевых моментов на неделе, предшествующей запуску «Аполлона», являлась процедура, известная как тренировочный предстартовый отсчет. Во время этой многочасовой тренировки люди на Земле и в корабле репетируют каждый шаг, вплоть до команды на запуск носителя. Для того, что максимально смоделировать реальные условия, давление в криогенных баках доводили до номинального, астронавты одевались в скафандры, а в кабине циркулировал такой же воздух, как и во время старта.
Когда Джим Лоувелл, Кен Маттингли и Фред Хэйз пристегнулись в креслах во время тренировочного предстартового отсчета «Аполлона-13», не произошло ничего значительного. Однако в конце долгой репетиции экипаж доложил Земле о небольшой аномалии. Заупрямились криогенные системы, которые должны опустошаться перед выключением корабля. Процедура слива криогенных баков не была особенно сложной: инженеры должны были просто закачивать газообразный кислород в бак по одной магистрали, вытесняя жидкий кислород через другую. Оба водородных бака и кислородный бак номер один были легко опорожнены. Но кислородный бак номер два как будто заклинило: после спуска 8 процентов из 145 кг низкотемпературной жидкости слив остановился.
Изучив устройство бака и его сборочную предысторию, инженеры на Мысе и в «Бич Эйркрафт» полагали, что им удалось найти причину. Они предположили, что во время падения рамы восемнадцать месяцев назад бак получил более серьезные повреждения, чем считали тогда специалисты: удар согнул сливную трубу возле горловины емкости. По этой причине поступающий в емкость газообразный кислород почти полностью попадал в сливную трубу, не выталкивая жидкость из бака.
Такая вопиющая неисправность должна была вызвать тревогу у инженеров, которые почти не терпели ошибок в космических кораблях. Но только не в этом случае. Опорожнение бака осуществлялось лишь во время предстартовых испытаний. На протяжении полета жидкий кислород выводился из емкости не через сливную трубу, а через целую систему трубопроводов, ведущих к топливным элементам и атмосферной системе кабины корабля. Если инженеры придумают способ опорожнения этого бака, то перед стартом они снова его заполнят, и сливные трубы больше не будут создавать проблем. И для этого они разработали простую и элегантную методику.
Жидкий кислород не мог выйти из бака при сверхнизкой температуре и относительно малом давлении. Но один из специалистов задал себе вопрос: что случится, если воспользоваться нагревателями? Почему бы не подогреть жидкость, чтобы кислород сам испарился через вентиляционную магистраль?
– Это самое лучшее решение проблемы? – спросил Джим Лоувелл специалиста стартовой площадки, когда в рабочем здании Мыса было созвано совещание по данному вопросу.
– Лучшее, что мы смогли придумать, – ответил тот.
– Над баком провели все необходимые испытания?
– Провели.
– Вы не обнаружили других отказов?
– Не обнаружили.
– А сливная труба не потребуется во время полета?
– Нет.
Лоувелл ненадолго задумался.
– А сколько времени потребуется на полный демонтаж бака и замену его на новый?
– Всего сорок пять часов. Но еще нам потребуется провести его испытания. Если мы пропустим стартовое окно, то полет придется отложить, по крайней мере, на месяц.
– Хорошо, – очнувшись от задумчивости, сказал Лоувелл, – если вам так удобно, то и мне тоже.
Месяц спустя, на проводимых на Мысе слушаниях Комиссии Кортрайта, Лоувелл защищал свое решение.
– Я согласился с таким вариантом и рассуждал так, – сказал он, – Если это сработает, мы взлетим вовремя. Если нет, мы, возможно, заменим бак, и запуск будет перенесен. Никто из команды предстартовых испытаний не знал о негодном термостате и не думал, что случится, если нагреватели проработают слишком долго.
Но так случилось, что в этом баке был негодный термостат с контактами на 28 вольт и нагреватели были включены на очень и очень долгое время. 27 марта, за пятнадцать дней до намеченного старта «Аполлона-13», были включены тепловые спирали во втором кислородном баке модуля номер 109. Инженеры рассчитали, что для полного испарения кислорода из бака потребуется повышенное давление в течение восьми часов. Восьми часов вполне достаточно, чтобы температура в баке возросла выше 27-градусной отметки, но специалисты понадеялись на термостат. Однако, когда этот термостат подошел к критической температуре и попытался разомкнуть цепь, оказалось, что повышенное напряжение 65 вольт приварило его контакты.
У специалистов стартовой площадки Мыса не было никакой возможности узнать, что у этого маленького компонента, призванного защищать кислородный бак, приварены контакты. Тот инженер, которому было поручено наблюдать за процессом опорожнения, видел по приборам, что контакты термостата замкнуты, как это должно быть, если температура не поднялась выше допустимой. Единственной возможностью понять, что система работает неправильно, оставался установленный в приборной панели стартовой площадки индикатор, который постоянно отслеживал температуру внутри кислородных баков. Если его стрелка поднимется выше 27 градусов, то специалист поймет, что термостат накрылся и сможет вручную отключить нагреватель.
К несчастью, стрелка индикатора приборной панели вообще не могла подняться выше 27 градусов. Учитывая малую величину вероятности того, что температура внутри бака поднимется так высоко, конструктор, проектировавший приборную панель, не видел причины задирать верхний предел индикатора выше 27 градусов. Так что дежуривший в ту ночь инженер не знал и не мог знать, что из-за приваренных контактов термостата температура в этом баке поднялась выше 500 градусов.
Нагреватель проработал большую часть вечера, а стрелка индикатора все время показывала температуру не выше 27 градусов. По завершении восьми часов, как и ожидали инженеры, причинивший эти неудобства жидкий кислород полностью испарился, а вместе с ним почти полностью испарилась тефлоновая изоляция внутренних электрических проводов бака. И теперь пустой бак был изнутри покрыт паутиной оголенных проводов, которой скоро предстояло погрузиться в самую огнеопасную жидкость на свете – в чистый кислород.
Семнадцатью днями позже в космосе, на расстоянии 200 тысяч миль, Джек Суиджерт выполнил самую обыкновенную ежедневную команду Земли: включил вентиляторы на перемешивание кислородных баков. В предыдущие два раза вентилятор работал нормально. Однако на этот раз между оголенными проводами проскочила искра, запалив остатки тефлоновой изоляции. Мгновенный рост температуры и давления разорвал самую уязвимую часть бака – его горловину. 130 кг чистого кислорода превратились в газ и сорвали внешнюю панель модуля и вызвали удар, так напугавший экипаж. Отброшенный кусок обшивки попал в главную антенну орбитального модуля, вызвав те таинственные переключения каналов, о которых офицер наземной связи докладывал тогда же, когда экипаж говорил об ударе и вибрациях.
Хотя бак номер один не был поврежден взрывом, он имел общие трубы со вторым баком, поэтому его содержимое тоже начало истекать в космическое пространство через разорванные магистрали. Что было еще хуже, сотрясение от взрыва перекрыло вентили, через которые топливо подавалось на некоторые реактивные стабилизаторы системы ориентации, в результате чего те оказались полностью неработоспособными. Поскольку корабль болтало как от самого взрыва, так и от утечки из бака номер один, автопилот стал включать стабилизаторы, пытаясь выровнять положение. Но это не помогло, так как часть стабилизаторов не функционировали. Когда Лоувелл перешел на ручное управление ориентацией, дело стало не намного лучше. Через два часа корабль «сдох» и беспомощно дрейфовал.
Все сказанное оставалось лишь теорией до тех пор, пока проведенные испытания не подтвердили инженерное чутье членов Комиссии Кортрайта. В вакуумной камере Космического Центра в Хьюстоне специалисты включили нагреватель бака именно так, как он был включен на «Аполлоне-13», и выяснили, что контакты термостата реально приварились. Затем они оставили нагреватель под напряжением на такое же время, как это было сделано на «Аполлоне-13», и обнаружили, что тефлоновая изоляция проводов, действительно, испарилась. Наконец, они включили аналогичное перемешивание содержимого бака и установили, что из-за искрения проводов образец бака лопнул возле горловины, одновременно вырвав боковую панель макета сервисного модуля.
Другой загадкой оставалось непонятное снижение траектории на обратном пути к Земле, и разобраться с ней поручили ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЮ. Как заключили операторы, «Водолей» уводила с курса не утечка из разрушенного бака или магистрали, а пар, вырывающийся из его системы охлаждения. Прежде никто не замечал, чтобы струйки пара из водяного испарителя ЛЭМа нарушали его траекторию. Это связано с тем, что обычно ЛЭМ не включали до выхода на лунную орбиту, когда он был готов отстыковаться от главного корабля и начать спуск на поверхность Луны. На таком коротком отрезке траектория модуля просто не успевала серьезно отклониться. Однако на 240'000-мильном пути домой эта, почти незаметная тяга, внесла изменения в полетный план, вытолкнув траекторию из коридора входа в атмосферу.
Комиссия Кортрайта обнародовала свои выводы поздней весной. Она полагала, что эти проблемы были только техническими, и сокрушалась по поводу того, что они вообще произошли и что над «НАСА», по меньшей мере, уже маячили призраки трех астронавтов, вечно обращающихся вокруг Земли в мертвом корабле.
Большинство космического сообщества Хьюстона восприняли этот доклад в штыки, но среди них не было Джима Лоувелла, Джека Суиджерта и Фреда Хэйза. К моменту публикации в стране не было этих людей, жизнь которых едва не прервалась от сваренных контактов термостата, неправильно откалиброванного термометра, взорванного бака и утечки из испарителя. Они находились в мировом турне, запланированном Агентством, как последняя работа, связанная с их экспедицией.
Прошло восемь месяцев после возвращения экипажа «Аполлона-13» из этого турне доброй воли и на Фра-Мауро стартовал «Аполлон-14», снабженный новыми термостатами, проводами с улучшенной изоляцией и третьим кислородным баком, установленном в отдельной секции сервисного модуля. На протяжении почти всего полета Джим Лоувелл торчал в Центре управления, безучастно наблюдая, как Эл Шеппард и Эд Митчелл оставляют следы на предгорьях Фра-Мауро, где уже никогда не суждено побывать ни ему, ни Фреду Хэйзу. Вскоре после этого Лоувелл, выбывший из списка претендентов на лунные полеты, покинул программу «Аполлон» и перешел в программу «Шаттл», которая тогда только набирала обороты. Там он занимался с подрядчиками, разрабатывавшими приборную панель кораблей новой серии.
Как-то раз, когда Лоувелл был на заводе «МакДоннелл Эйркрафт» в Сент-Луисе, разбираясь с чертежами, электрическими схемами и макетом панели, он оглянулся вокруг себя. И его осенило, что на этом самом заводе, в этой самой комнате он уже работал пятнадцать лет назад, когда, будучи молодым моряком, выпускником Пакс-Ривер, помогал проектировать приборную панель для нового самолета «Ф4-Эйч Фантом». Он вдруг осознал, что, совершив несколько серий полетов, включая два огненных старта на земную орбиту и два чуть подальше – в окрестности Луны, он замкнул круг. Этой же ночью Джим Лоувелл сел в «Т-38» и вернулся домой к своей семье в Тимбер-Коув. На этот раз навсегда.
Незадолго до полудня в Сочельник в дом Джима и Мэрилин Лоувеллов в Хорсшу-Бэй прибыли последние члены семьи. Их появление было таким же шумным, как и всегда после рождения пятого, шестого и седьмого внуков. Первыми в дверь вошли шестнадцатилетняя Лора, четырнадцатилетний Скотт и девятилетняя Каролина. За ними более спокойно проследовали Томас, двенадцати лет, Джимми, восьми, и Джон, четырех лет. После них зашли измученные родители. Маленькая Элли, которая недавно угомонилась, в присутствии новых людей снова оживилась и поползла заниматься своим сокрушительным изучением хрупких вещей в этом доме. Прозвучали приветствия, вещи были брошены в угол, и, как и предвидел Лоувелл, один из его внуков, Джон, помчался в кабинет. Лоувелл не мог припомнить ни одного визита, когда бы эта обитая деревом комната, с похожими на игрушки сувенирами, не притягивала к себе Джона. И каждый раз Лоувелл волновался, когда его внук видел в этих безделушках больше чем игрушки.
Сегодня Лоувелл позволил Джону несколько минут поиграть в одиночку, а потом прошел за ним. Как бывало и прежде, Джон стоял перед глобусом Луны, находившимся в углу комнаты. Глобус был большим – около метра в диаметре, и на нем были отображены мельчайшие детали лунной поверхности. В тех местах, куда в разные годы совершались пилотируемые или автоматические посадки космических аппаратов, к сфере были приклеены пятнадцать маленьких бумажных стрелок. Среди них были американские зонды «Рейнджер» и русские аппараты «Луна», американские «Сюрвейеры» и русские «Луноходы». И, конечно, здесь были американские «Аполлоны».
Но в данный момент на глобусе не было видно ни стрелок, ни деталей поверхности: Джон, по своей привычке, раскрутил этот большой шар и внимательно смотрел, настойчиво подкручивая его правой рукой, когда вращение начинало замедляться. Лоувелл стоял рядом, наблюдая, как кратеры и моря, холмы и реки слились в одноцветное пятно, а затем прошел за спину внука. Потянувшись вперед, он замедлил вращение ладонью одной руки, а другой – подвел мальчика к подоконнику, где лежал оптический прицел с «Водолея».
– Джон, – сказал бывший командир, – Давай, я тебе покажу то, что, возможно, тебе понравится.
За спиной Лоувелла лунный глобус со скрипом остановился. Одна из маленьких бумажных стрелок навечно указывала на Фра-Мауро.
