Dans notre série originale il y a 5 ans sur les «13 choses qui ont sauvé Apollo 13», le premier point dont nous avons discuté était le moment de l'explosion. Comme nous l’a dit l’ingénieur de la NASA, Jerry Woodfill, si le char devait se rompre et l’équipage allait survivre à l’épreuve, l’explosion n’aurait pas pu se produire à un meilleur moment.
Une explosion plus tôt dans la mission (en supposant qu'elle se serait produite après que Apollo 13 ait quitté l'orbite de la Terre) aurait signifié que la distance et le temps pour revenir sur Terre auraient été si grands qu'il n'y aurait pas eu suffisamment d'énergie, d'eau et d'oxygène pour l'équipage pour survivre. Une explosion plus tard, peut-être après que les astronautes Jim Lovell et Fred Haise étaient déjà descendus à la surface lunaire, et les trois membres d'équipage n'auraient pas pu utiliser l'atterrisseur lunaire comme canot de sauvetage. De plus, les deux vaisseaux spatiaux n'auraient probablement pas pu s'ancrer ensemble, et sans les consommables de l'étape de descente laissés sur la Lune (batteries, oxygène, etc.), cela aurait été une tentative infructueuse.
Maintenant, pour notre premier article dans notre série suivante "13 choses supplémentaires qui ont sauvé Apollo 13", nous allons revoir ce moment, mais regarder plus en détail pourQUOI l'explosion s'est produite quand elle s'est produite et comment elle a affecté le sauvetage de l'équipage. La réponse réside dans la défaillance d'un capteur de pression dans le réservoir d'oxygène 2, un problème sans rapport avec les fils non isolés dans le réservoir qui a provoqué l'explosion.
La plupart des gens qui connaissent l'histoire d'Apollo 13 connaissent la cause de l'explosion, déterminée plus tard par un comité d'enquête sur les accidents dirigé par Edgar Cortright, directeur du Langley Research Center.
Le réservoir avait été largué cinq ans avant le vol d'Apollo 13, et personne ne s'était rendu compte que le tube de ventilation du réservoir d'oxygène n'était pas aligné. Après un test de démonstration du compte à rebours (CDDT) effectué le 16 mars 1970, lorsque tous les systèmes ont été testés alors que le vaisseau spatial Apollo 13 était assis au sommet de la fusée Saturn V sur la rampe de lancement, l'oxygène liquide froid ne se viderait pas du réservoir d'oxygène 2 via ce tuyau de ventilation défectueux.
L'approche normale consistait à utiliser de l'oxygène gazeux pour pousser l'oxygène liquide hors du réservoir à travers le tuyau de ventilation. Comme cela ne fonctionnait pas, les techniciens ont décidé que le moyen le plus simple et le plus rapide de vider l'oxygène liquide serait de le faire bouillir à l'aide des réchauffeurs dans le réservoir.
«Dans chaque réservoir d'oxygène, il y avait des radiateurs et un ventilateur à roue à aubes», a expliqué Woodfill. «Le dispositif de chauffage et de ventilation (agitateur) a encouragé une partie du liquide froid 02 à se transformer en un gaz 02 à pression plus élevée et à s'écouler dans les piles à combustible. Un ventilateur également connu sous le nom de cryo-agitateur était alimenté à chaque fois que le réchauffeur était alimenté. Le ventilateur a agité le liquide 02 pour s'assurer qu'il était uniformément uniforme en densité. »
Pour protéger le radiateur contre la surchauffe, un dispositif de type interrupteur appelé relais coupait l'alimentation du radiateur chaque fois que la température dépassait 80 degrés F. De plus, il y avait une jauge de température que les techniciens au sol pouvaient surveiller si la température dépassait 80 degrés F.
Le vaisseau spatial Apollo d'origine fonctionnait à 28 volts d'électricité, mais après l'incendie de 1967 sur le Launchpad pour Apollo 1, les systèmes électriques du vaisseau spatial Apollo avaient été modifiés pour gérer 65 volts à partir de l'équipement d'essai au sol externe. Malheureusement, Beech, le fabricant du réservoir n'a pas réussi à changer ce réservoir, et l'interrupteur de sécurité du chauffage était toujours réglé pour un fonctionnement de 28 volts.
«Lorsque le chauffage a été mis sous tension pour purger le réservoir, la tension plus élevée a« fusionné »les contacts du relais de sorte que l'interrupteur ne pouvait pas couper l'alimentation lorsque la température du réservoir dépassait 80 degrés F (27 C)», a déclaré Woodfill.
De plus, la jauge de température sur le panneau d'essai au sol n'est allée qu'à 88 degrés F (29,5 C), donc personne n'était au courant de cette chaleur excessive.
"En conséquence", a déclaré Woodfill, "le radiateur et les fils qui l'ont alimenté ont atteint des températures estimées à environ 1000 degrés F. (538 ° C), suffisamment chauds pour faire fondre l'isolant en téflon sur les fils du radiateur et en laisser des parties nues . Les fils nus signifiaient le potentiel d'un court-circuit et d'une explosion puisque ces fils étaient immergés dans l'oxygène liquide. »
Parce que le réservoir avait été abandonné et que la conception de son chauffage n'avait pas été mise à jour pour un fonctionnement à 65 volts, le réservoir était une bombe virtuelle, a déclaré Woodfill. Chaque fois que ces appareils de chauffage étaient alimentés pour remuer l'oxygène liquide du réservoir, une explosion était possible.
À 55 h 54 min 53 s, le temps écoulé depuis la mission (MET), on a demandé à l'équipage de remuer les réservoirs d'oxygène. C'est alors que les fils endommagés du réservoir d'oxygène 2 se sont court-circuités et que l'isolation s'est enflammée. L'incendie qui en a résulté a rapidement augmenté la pression au-delà de sa limite nominale de 1 000 psi (7 MPa) et le réservoir ou le dôme du réservoir est tombé en panne.
Mais revenons au capteur de quantité du réservoir d'oxygène 2. Pour une raison encore à comprendre, lors de la première partie du vol Apollo 13, le capteur est tombé en panne. Avant le lancement, ce capteur de quantité du réservoir 2 était surveillé par le système de télémétrie embarqué, et il fonctionnait apparemment parfaitement.
"L'échec de cette sonde dans l'espace est, peut-être, la raison la plus importante de la vie de l'équipage d'Apollo 13", a déclaré Woodfill.
Voici l'explication des raisons pour lesquelles Woodfill fait cette affirmation.
Les recherches de Woodfill sur Apollo 13 ont indiqué que le mode opératoire standard (SOP) avait demandé au Mission Control de remuer les cryos toutes les 24 heures environ. Pour la mission Apollo 13, la première agitation est survenue après environ 24 heures de la mission (23:20:23 MET). Normalement, le prochain cryo agitateur ne serait appelé que 24 heures plus tard. La procédure d'agitation par chauffage et cryogénisation a été effectuée pour assurer la précision de la jauge de quantité et le bon fonctionnement du système grâce à l'élimination de la stratification d'O2. Le capteur a lu plus précisément parce que l'agitation a rendu l'oxygène liquide plus uniforme et moins stratifié. Après le premier brassage, 87% de la quantité d'oxygène restante a été indiquée, un peu en avance sur les attentes. Le mouvement suivant survint un jour plus tard, à environ 46:40 MET.
Au moment de ce deuxième chauffage-cryo-brassage, le capteur de quantité du réservoir d'oxygène 2 est tombé en panne. Une analyse effectuée après la mission par le comité d'enquête a indiqué que la panne n'était pas liée aux fils nus du radiateur.
La perte de capacité à surveiller la quantité du réservoir d'oxygène 2 a provoqué un contrôle de mission par radio à l'équipage: «(Parce que le capteur de quantité a échoué,) nous allons vous demander de remuer les cryos toutes les six heures pour aider à mesurer la quantité de 02 dans réservoir 2. "
Cependant, Mission Control a choisi d'effectuer une analyse de la situation dans le réservoir 2 en appelant à une autre agitation, non pas à 53 heures MET mais à 47:54:50 MET et encore une autre à 51:07:41. Parce que l'autre réservoir d'oxygène, le réservoir 1, indiquait une basse pression, les deux réservoirs ont été agités à 55 h 53.
"Comptez le nombre de remous depuis le lancement", a déclaré Woodfill. "1. à 23:20:23, 2. à 46:40, 3. à 47:54:50, 4. à 51:07:44 et 5. à 55:53. Il y a eu cinq applications de courant sur ces fils de chauffage nus. Les trois derniers se sont produits sur une période de seulement 8 heures au lieu de 72 heures. Sans la défaillance non menaçante de la sonde de quantité du réservoir 2 et la basse pression dans le réservoir d'O2 1, cela n'aurait pas été le cas. »
Woodfill a expliqué que quiconque a analysé les défaillances matérielles comprend que plus la période entre les opérations d'un composant défectueux est fréquente et courte, plus la défaillance finale s'accélère. La NASA effectue des tests de résistance sur des centaines de systèmes électriques en utilisant cette approche. Des mises sous tension plus fréquentes à des intervalles plus courts encouragent les systèmes défectueux à tomber en panne plus tôt.
Le court-circuit dans le réservoir d'oxygène 2 après le cinquième chauffage-cryo-agitateur a provoqué l'explosion du réservoir d'oxygène d'Apollo 13. Si la séquence normale de brassages avait été effectuée à des intervalles de 24 heures, et l'échec était survenu après le cinquième brassage, l'explosion aurait eu lieu après que le module lunaire, le canot de sauvetage, n'était plus disponible.
"Je soutiens que le dysfonctionnement du capteur de quantité était fortuit et a assuré que l'atterrisseur serait présent et complètement alimenté au moment de la catastrophe", a déclaré Woodfill.
5 actionnements du chauffage à 24 heures correspondent à un MET de 120 heures.
"L'atterrisseur lunaire serait parti pour la Lune à 103,5 heures de la mission", a déclaré Woodfill. «À 120 heures de la mission, l'équipage de Lovell et Haise aurait été réveillé de sa période de sommeil, après avoir terminé sa première marche lunaire huit heures auparavant. Ils recevraient un appel urgent de Jack Swigert et / ou Mission Control que quelque chose n'allait pas avec le vaisseau Mère en orbite autour de la Lune. "
De plus, a supposé Woodfill, l’analyse des problèmes du navire de Swigert serait probablement obscurcie par l’absence de ses deux coéquipiers sur la surface lunaire. Des problèmes supplémentaires pour le contrôle de mission auraient été l'interruption des communications chaque fois que le vaisseau de commandement se rendait derrière la Lune, interrompant la télémétrie si cruciale pour analyser la panne. Quand il est devenu évident, le système cryogénique ne produirait plus d'oxygène, d'eau et d'électricité, ces batteries de secours du module de commande auraient été activées. Probablement, Mission Control aurait ordonné un avortement de l'atterrisseur lunaire plus tôt, mais, bien sûr, cela aurait été futile. Si le petit étage de l'atterrisseur avait rendez-vous et était amarré au CM épuisé, tous les consommables de l'étape de descente qui soutiennent la vie resteraient sur la Lune.
«Le cauchemar allait voir l'équipage d'Apollo 13 faire ses derniers adieux à leurs familles et amis», a déclaré Woodfill. "On ne peut que spéculer sur la façon dont la fin aurait pu arriver."
Et il n'y aurait probablement pas eu Apollo 14, 15, 16 et 17 - du moins pas depuis très longtemps.
Un autre aspect du moment de l'explosion que Woodfill a envisagé est la suivante: pourquoi le char n'a-t-il pas explosé sur le Launchpad?
Après le CDDT du 16 mars, aucune «mise sous tension» ou test supplémentaire n'était prévu. Cependant, il n'est pas rare qu'une revérification préalable au lancement soit effectuée.
"Une telle vérification pourrait facilement avoir été ces circuits de chauffage car ils avaient été utilisés d'une manière non standard pour vider l'oxygène des réservoirs cryogéniques après le test de démonstration du compte à rebours (CDDT) des semaines plus tôt", a déclaré Woodfill. "De telles répétitions se produisent souvent pour une multitude de raisons. Pour Apollo 13, malgré le système compromis, rien ne s'est produit jusqu'à ce que l'engin soit en sécurité sur le chemin de la Lune. »
Cependant, un tel nouveau test de routine impliquant une agitation cryogénique aurait sans le savoir mis en danger le véhicule de lancement, les personnes de soutien ou l'équipage de l'astronaute.
Ou, si le capteur de quantité avait échoué au sol, le même type de dépannage que celui effectué par Mission Control et l'équipage d'Apollo 13 aurait probablement été effectué par l'équipe au sol du KSC.
Si le capteur était tombé en panne à ce moment-là, une série d'activations / d'agitations du chauffage aurait été exécutée pour dépanner l'appareil.
"Bien sûr, le résultat aurait été le même type d'explosion près de 55 heures 55 minutes après le lancement", a déclaré Woodfill. "Sur le terrain, l'explosion d'Apollo 13 aurait pu tuer Lovell et son équipage si le dépannage avait été fait pendant que l'équipage attendait son lancement."
Si le dépannage avait été fait plus tôt, avec plusieurs actionnements / agitations du réchauffeur au cours des jours précédant le lancement, Woodfill a déclaré: «une terrible perte de vie se serait ensuivie avec, potentiellement, des dizaines de travailleurs dédiés de l'aérospatiale du Kennedy Space Center tentant courageusement de résoudre le problème. Et les trente-six étages imposants de Saturne 5 se seraient effondrés vers la terre dans une boule de feu rappelant la mort de décembre 1957 de la fusée Vanguard américaine. "
"Oui, le fait que le capteur de quantité d'Oxygen Tank 2 n'ait pas échoué sur la rampe de lancement, mais a échoué au début du vol a été l'une des choses supplémentaires qui ont sauvé Apollo 13."
Autres articles de cette série qui ont maintenant été publiés:
Partie 4: Entrée anticipée dans les Lander
