miércoles, 27 de enero de 2016

Los accidentes del transbordador que nunca fueron (30 años de la catástrofe del Challenger)

Estos días se cumplen tres décadas de una de las mayores tragedias de la conquista del espacio. El 28 de enero de 1986 el transbordador espacial Challenger (OV-099) resultó destruido 73 segundos después del lanzamiento, segando la vida de siete astronautas. El accidente marcó a toda una generación y la NASA se despertó de golpe del sueño de la ‘rutina espacial’. Viajar al espacio no era ni rutinario ni seguro. El transbordador demostró ser una máquina mucho más peligrosa y compleja de lo esperado. Tan peligrosa que antes de que el Challenger se desintegrase no faltaron ocasiones para que tuviese lugar otro accidente.

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Durante el lanzamiento de la STS-51C Discovery en 1985 las juntas toroidales de los SRB también sufrieron un desgaste considerable en esta misión (NASA).
La fatídica misión STS-51L del Challenger fue la 25ª del programa del shuttle. Entre 1981 y 1986 varias misiones sufrieron problemas de diversa índole que podrían haber terminado con el peor escenario posible: la pérdida de la tripulación, un suceso que en la jerga de la NASA se conoce como LOC (Loss of Crew). ¿Cuáles fueron estas misiones que se salvaron por muy poco? Posiblemente, la misión que más cerca estuvo de sufrir el mismo destino que el Challenger fue la STS-51C Discovery. El azar quiso que STS-51C despegase el 27 de enero de 1985, casi justo un año antes que el último vuelo del Challenger. Aunque en su momento nadie pareció darle importancia, en esta misión los anillos o juntas toroidales de goma (O-rings) no fueron capaces de contener los gases a alta temperatura resultado de la ignición de ambos cohetes de combustible sólido (SRB). Varios anillos presentaron daños significativos, pero la junta central del SRB derecho se llevó la palma. Hasta tal punto que los gases no solo penetraron esta primera junta, sino que llegaron a la segunda, la última barrera supuestamente infranqueable. Recordemos que fue precisamente el fallo de las juntas de la sección inferior del SRB derecho lo que provocó la destrucción del Challenger la mañana del 26 de enero de 1986.

Un SRB del transbordador espacial (NASA).
Un SRB del transbordador espacial (NASA).

Detalle de las uniones de los segmentos de los SRB. Se aprecian las dos juntas toroidales que evitaban el escape de gases al exterior (NASA).
Detalle de las uniones de los segmentos de los SRB. Se aprecian las dos juntas toroidales (O-rings) que evitaban el escape de gases al exterior (NASA).
Al igual que en el caso del Challenger, la culpa del fallo de las juntas estaba en las relativamente bajas temperaturas del invierno de Florida, que causaron una rigidez excesiva en las mismas. Una triste coincidencia entre ambas misiones es que Ellison Onizuka, una de las víctimas del Challenger, realizó su primer vuelo espacial en la STS-51C. La Comisión Rogers, encargada de investigar el accidente del Challenger, señaló la misión STS-51C como un grave antecedente de la catástrofe del Challenger. De hecho, según el diseño original de los SRB, la degradación del segundo anillo era un fallo extremadamente grave que debía haber provocado la inmediata cancelación de todos los vuelos del transbordador. Lamentablemente, nadie en la NASA fue capaz de aprender la lección. Los problemas con las juntas toroidales se remontaban a las misiones STS-2 (1981), STS-6 (1983) y STS-41B (1984), entre otras, durante las cuales la NASA comprobó que los anillos no se comportaban de acuerdo con su diseño inicial.
Según las especificaciones originales, los anillos toroidales debían derretirse parcialmente al contacto con los gases, sellando las juntas de los SRB. Pero las experiencias de estas misiones demostraron que en determinadas ocasiones, cuando los anillos estaban rígidos por las bajas temperaturas, estos se desgastaban o desplazaban por culpa del empuje de los gases, violando claramente las especificaciones de diseño. A pesar de todo, la NASA y la empresa fabricante, Thiokol, decidieron que se trataba de un comportamiento aceptable. Esta actitud laxa con respecto a la seguridad se repetiría al normalizar la colisión de fragmentos de hielo procedentes del tanque externo (ET) contra el escudo térmico durante el lanzamiento, otra clara violación de las especificaciones del diseño delshuttle que nunca se solucionó y terminaría por condenar a la tripulación del Columbia en 2003.
Durante la STS-51B Challenger del 29 de abril de 1985 tuvo lugar otro incidente parecido al de la STS-51C. El desgaste de los anillos del SRB izquierdo sufrido por esta misión fue tal que algunos ingenieros de Thiokol le dijeron a uno de los tripulantes, Don Lind, que “había estado a tres décimas de segundo de morir” (los ingenieros exageraron un poco, pero de todas formas nadie les hizo caso). Para entonces ya era evidente que el desgaste de los anillos iba a ocasionar una tragedia más pronto que tarde, lo que provocó que varios técnicos -el más famoso sería Roger Boisjoly- escribiesen todo tipo de informes a sus superiores acerca del peligro que presentaban estas piezas. Todo sería en vano.

La llama del SRB derecho escapa por la junta defectuosa 59 segundos tras el despegue de la STS-51L Challenger. Queda muy poco para la desintegración del vehículo (NASA).
La llama del SRB derecho escapa por la junta defectuosa 59 segundos tras el despegue de la STS-51L Challenger. Queda muy poco para la desintegración del vehículo (NASA).


Pero el problema con el transbordador espacial a principios de los 80 no se limitaba a las juntas de los SRB. Toda la cultura de la seguridad relacionada con el shuttle se había degradado enormemente con el objetivo de llevar a cabo el mayor número de misiones al año. La STS-8 Challenger despegó el 30 de agosto de 1983 y, sin que nadie se diese cuenta, el material ablativo que recubría el interior de la tobera del SRB izquierdo sufrió un desgaste inusual durante el ascenso. Cuando los cohetes de combustible sólido se separaron, solo cinco milímetros de material protegían el metal la tobera en algunas zonas. Si la ignición se hubiese prolongado unos catorce segundos más, la tobera habría sido perforada por los gases de escape, causando la pérdida de control del vehículo y, por consiguiente, la muerte de la tripulación. Y es que, pese a que un fallo de los SRB se consideraba un suceso LOC, el transbordador no llevaba ningún sistema de escape durante el lanzamiento (ni durante el descenso, como pudo comprobar en 2003 la tripulación de la STS-107 Columbia).

Despegue
Despegue de la STS-8 Challenger. Probablemente la misión que más cerca estuvo del desastre antes de la STS-51L (NASA).
El 26 de junio de 1984 era el día previsto para el despegue de la STS-41D Discovery. Cuando solo quedaban 6,6 segundos para el lanzamiento, los tres motores principales de combustible líquido SSME comenzaron la secuencia de ignición, pero antes de que el motor número 1 se encendiese, los ordenadores detectaron un problema con el motor número 3 y ordenó el apagado de los SSME. Solo quedaban cuatro segundos para la ignición de los SRB, el punto de no retorno (los SRB no podían apagarse una vez encendidos). Hasta aquí, y quitando la decepción de la tripulación, todo normal.

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El Challenger camino de la rampa durante los preparativos de la misión STS-51L (NASA).
Sin embargo, tres minutos y medio más tarde se produjo un fuego por culpa de una fuga de hidrógeno alrededor del motor número tres. La llama del hidrógeno es prácticamente invisible para el ojo humano, así que hubo varios informes contradictorios sobre la gravedad del incendio. Finalmente se decidió activar el sistema de supresión de fuegos de la rampa, diseñado para protegerla durante el lanzamiento, y el agua terminó por apagar el fuego. Los astronautas, que por entonces no llevaban ninguna escafandra de presión que les protegiese, salieron de la nave 40 minutos más tarde. El análisis del accidente dejó de piedra a la NASA: si los astronautas hubiesen sido evacuados usando el sistema de escape de emergencia de la rampa podrían haberse dirigido directamente hacia las llamas invisibles.
Otro incidente relevante, y que fue muy sonado en su momento, fue el fallo del motor SSME número 1 durante el despegue de la misión STS-51F Challenger del 29 de julio de 1985. El fallo tuvo lugar 5 minutos y 43 segundos tras el despegue y durante unos segundos se sopesó seriamente la posibilidad de un aterrizaje transoceánico de emergencia o TAL (Transoceanic Abort Landingen Zaragoza. Al final el Discovery alcanzó la órbita siguiendo la maniobra ATO (Abort To Orbit), pero si el fallo se hubiese producido un poco antes el transbordador habría terminado aterrizando en España. Un fallo de uno o varios SSME durante la fase inicial del vuelo podría haber sido catastrófico.

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El panel del Challenger marca el aborto a órbita o ATO tras el fallo de uno de los SSME durante la STS-51F (NASA).
A estos sucesos relativamente graves hay que añadir una multitud de pequeños accidentes durante el transcurso de varias misiones. Por separado no eran letales, pero una combinación de varios de ellos podría haber significado el desastre. Por ejemplo, podemos mencionar el pinchazo de un neumático durante el aterrizaje de la STS-51D Discovery en 1985 o los múltiples problemas que sufrió la STS-9 Columbia en 1983 (fallos de los ordenadores e incendio de una APU tras el aterrizaje), por no hablar de los incidentes que tuvieron lugar durante la primera misión del programa, la STS-1 Columbia, el 12 de abril de 1981 (losetas térmicas desprendidas, deformación de la estructura de los OMS por ondas de choque durante el despegue, fallos de los motores de control RCS frontales o pequeños incendios tras el aterrizaje, entre otros).

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La tripulación de la misión STS-51L Challenger durante los entrenamientos (NASA).
Cualquiera de estas misiones podría haber terminado como la STS-51L, pero la ruleta del destino quiso que fuese el Challenger el que sufriese el triste destino que todos conocemos. Desgraciadamente, tras el Challenger otras misiones también estuvieron a punto de terminar en tragedia. Aunque la agencia espacial solucionó el problema de las juntas de los SRB, otros peligros seguían acechando. El 2 de diciembre de 1988 la STS-27 Atlantis se convirtió en la segunda misión en alcanzar el espacio tras el desastre del Challenger. Durante el lanzamiento, trozos de aislante de la parte frontal del SRB derecho se desprendieron e impactaron contra las losetas de cerámica del escudo térmico del orbitador. Más de 700 losetas resultaron dañadas y se desprendieron varias, incluyendo una situada en la parte inferior cerca de la parte frontal. Cuando los astronautas inspeccionaron los daños con el brazo robot quedaron horrorizados hasta tal punto que pensaban que morirían durante la reentrada.

El Atlantis durante el aterrizaje tras la STS-27. Se aprecian los daños en las losetas (NASA).
El Atlantis durante el aterrizaje tras la STS-27. Se aprecian los daños en las losetas de la parte inferior (NASA).
El control de tierra le quitó importancia al asunto y, efectivamente, el Atlantis aterrizó de una pieza. Pero por poco. Si el trozo desprendido hubiese chocado contra las piezas de carbono-carbono del borde de ataque como le sucedió al Columbia en 2003 el resultado podría haber sido mucho más trágico. La NASA solucionó los desprendimientos de material de los SRB, pero, increíblemente, no hizo nada por reducir los impactos de espuma aislante y hielo que caían del tanque externo. Otro caso potencialmente fatídico fue la misión STS-37 Atlantis en 1991, cuando el transbordador aterrizó fuera de la pista por una combinación de distintos factores. Afortunadamente, el aterrizaje se produjo en la pista de Edwards, situada en el lecho de un lago seco. De haber sucedido en la pista del Centro Espacial Kennedy, el orbitador podía haberse estrellado. Una vez más, la NASA no supo, o no quiso, ver las señales hasta que el Columbia se desintegró durante la reentrada en 2003.
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