Opmerking: om het 40-jarig jubileum van de Apollo 13-missie te vieren, zal Space Magazine 13 dagen lang "13 Things That Saved Apollo 13" bevatten, waarin verschillende keerpunten van de missie worden besproken met NASA-ingenieur Jerry Woodfill.
Toen de bemanning van de Apollo 13 de verlamde servicemodule bij het naderen van de aarde overboord gooide, zagen ze de omvang van de schade als gevolg van de explosie van een zuurstoftank. "Er ontbreekt één hele zijde van dat ruimtevaartuig!" Jim Lovell stuurde een radiobericht naar Mission Control, zijn stem weerspiegelt zijn ongeloof bij het zien van de schade van een 13-ft paneel dat van het ruimtevaartuig is geblazen. De situatie had echter veel erger kunnen zijn. Het hitteschild op de Command Module is mogelijk beschadigd. Bovendien zei NASA-ingenieur Jerry Woodfill dat in plaats van het uitblazen van het paneel, de explosie de Command Module uit de Service Module had kunnen halen - en misschien ook wel had moeten hebben.
Foto's gemaakt door de Apollo 13-bemanning nadat de servicemodule was afgeworpen ter voorbereiding op de terugkeer van de commandomodule via het hitteschild, onthulden dat niet alleen het paneel aan de zijkant van het ruimtevaartuig ontbrak - in de uitgestrekte ruimte geblazen door de exploderende druk van de ontploffende zuurstof - er was ook schade aan de Hi Gain Antenna, aan de rechterkant van de tekening van het voertuig hierboven, wat aangeeft dat het paneel de ruimte in was gekatapulteerd en de antenne had geraakt. Wat de afbeeldingen niet konden laten zien en wat de Apollo 13-bemanning niet kon zien, was of er schade was aan het hitteschild van de Command Module.
"Het structurele ontwerp van het interieur van de servicemodule is dat het een lang open tunnelachtig volume in het midden van de module heeft, ongeveer 30 inch bij 13 voet," zei Woodfill. “De tunnel lijkt veel op een schoorsteen, zodat gassen, vloeistoffen of deeltjes er gemakkelijk doorheen kunnen bewegen in de richting van de hoofdmotorbel rechts en het hitteschild links. De tunnel is niet afgesloten zodat de explosieve kracht van de brandende zuurstof uit de geëxplodeerde O2-tank 2 in en rond de tunnel zou kunnen ontsnappen in de richting van zowel het hitteschild als de hoofdmotor. ”
Woodfill zei dat er in Mission Control bezorgdheid was geuit over het feit dat granaatscherven van de exploderende tank de tunnel waren binnengekomen en mogelijk uiteindelijk zowel het hitteschild als de hoofdmotor hadden beschadigd. De hoofdmotor was niet het grootste probleem, omdat de bemanning de afdaalmotor van de maanlander kon gebruiken. (Zie ons vorige artikel, "De LM gebruiken voor voortstuwing.") Maar er was maar één hitteschild en het moest werken om de capsule en de bemanning in staat te stellen de vurige terugkeer door de atmosfeer van de aarde te overleven.
Gelukkig bleek het hitteschild niet beschadigd te zijn.
Maar bijna wonderbaarlijk, zei Woodfill, bleven de commandomodule en servicemodule verbonden na de explosie, terwijl de interne druk van de explosie het buitenpaneel de ruimte in schoot.
"De bevestigingssterkte van het servicemodulepaneel aan de constructie vereiste een aanzienlijke interne druk van 24 pond per vierkante inch om het van de servicemodule te scheiden," zei Woodfill. “Er was een veel lagere druk nodig om de Command Module met zijn hitteschild te scheiden van de Service Module, slechts 10 pond per vierkante inch. Men kan alleen speculeren over waarom het paneel blies en de bevestiging van de capsule / servicemodule van de bemanning intact bleef. ”
Omdat er geen luchtdruk in de ruimte is, legde Woodfill uit, was de kracht die de voertuigen bij elkaar hield de kracht van hun mechanische bevestigingen.
'Er was twee druk op het werk', zei hij. “Elk probeerde de respectievelijke bevestigingskrachten te overwinnen: de kracht die de servicemodule aan de commandocapsule bevestigde en de kracht die het servicemodulepaneel aan de servicemodule bevestigde. Omdat de explosieve drukkracht van de zuurstof onmiddellijk met grote kracht op het paneel werd uitgeoefend, zou deze overweldigende kracht naar verwachting dat paneel van het voertuig afblazen en de bevestigingskracht van 24 pond per vierkante inch overschrijden. Het kan echter worden verwacht dat het afblazen van resterende explosieve zuurstof in het raamwerk van de servicemodule de bevestigingssterkte tussen de twee voertuigen zal overwinnen en ze zal scheiden. ”
Maar dat gebeurde niet. Waarom?
"Blijkbaar heeft de aanwezigheid van" tankage "en andere constructies de plotselinge drukpiek verzacht en weggenomen voordat deze de interface tussen de voertuigen bereikte," zei Woodfill. “Als echter een scherf van de geëxplodeerde O2-tank 2 een van de aangrenzende tanks had doorboord, zou een secundaire explosie van een van beide tanks zowel de explosie als de drukopbouw hebben gepropageerd. In dat geval zouden de voertuigen zeker een dodelijke scheiding of dodelijke schade aan het hitteschild hebben opgelopen.
Een stuk granaatscherven heeft het leidingwerk tussen de zuurstoftanks gebroken waardoor de zuurstof uit tank 1 kon lekken, waardoor het volledige stroomverlies in de commandomodule ontstond, want zonder zuurstof konden de brandstofcellen niet werken.
Sommigen zullen zeggen dat het niet belangrijk was om de servicemodule aan de commandomodule te bevestigen - het was toch gewoon dood gewicht. Volgens het Apollo 13-storingsrapport hadden zich echter andere problemen kunnen voordoen zonder de servicemodule. Als het hitteschild gedurende lange tijd aan lage temperaturen wordt blootgesteld, kan het beschadigd zijn geraakt en kunnen er interne thermische problemen met de commandomodule ontstaan als de servicemodule te vroeg wordt afgevoerd.
Bovendien werden problemen met vluchtcontrole verwacht als de Command Module niet was aangesloten.
Het onmiddellijke verlies van de servicemodule zou hebben geleid tot onmiddellijk verlies van het resterende vermogen van de brandstofcellen, terwijl de bemanning en de missiecontrole worstelden om het probleem te begrijpen. Dit zou een veel grotere stroomafname van die noodbatterijen vereisen in de mate dat men zich afvraagt of de latere 'druppellading' van de batterijen van de lander voldoende zou zijn geweest voor terugkeer.
Natuurlijk, aangezien de servicemodule werd afgeworpen voordat de bemanning opnieuw binnenkwam (en de SM zelf later in de atmosfeer van de aarde verbrandde), kon niemand een "forensische analyse" of een technische "autopsie" uitvoeren op dat deel van het ruimtevaartuig.
"Voor mij is het verbazingwekkend dat, één, het hitteschild niet werd beschadigd door de explosie, en twee, de verbinding die bestand was tegen hogere druk, belandde, terwijl de zwakkere verbinding bij elkaar bleef", zei Woodfill.
Maar dat waren enkele van de vele dingen die Apollo 13 hebben gered.
Volgende: Deel 9: Welke tank is beschadigd
Eerdere artikelen uit de serie "13 Things That Saved Apollo 13":
Invoering
Deel 3: Charlie Duke's Mazelen
Deel 4: De LM gebruiken voor voortstuwing
Deel 5: onverklaarbare uitschakeling van de Saturn V Center Engine
Deel 7: The Apollo 1 Fire
Ook:
Meer vragen van lezers over Apollo 13 Beantwoord door Jerry Woodfill (deel 2)
Laatste ronde van Apollo 13 vragen beantwoord door Jerry Woodfill (deel 3)
