Kosmosesüstik Columbia katastroof

Kosmosesüstik Columbia katastroof toimus 1. veebruaril 2003, kui kosmosesüstik Columbia purunes Maa atmosfääri sisenemisel. Õnnetuses hukkusid kõik 7 meeskonnaliiget.

Missioonile STS-107 startimise ajal eraldus välispaagi küljest väike isolatsiooni tükk ja tabas Columbia vasakut tiiba. Isolatsioonitüki eraldumine ei olnud midagi erakordset ja seepärast väga ei muretsetud, kuid osa lennuohutuse eest vastutavaid insenere olid siiski mures ning kahtlustasid, et süstiku kahjustused võisid olla tõsised. NASA juhid piirasid uurimist, põhjendades seda sellega, et meeskond ei saa süstikut orbiidil parandada, kui probleem tõesti olemas on.

Hiljem selgus, et inseneride kahtlused olid põhjendatud. Columbia atmosfääri sisenemise ajal pääsesid kuumad gaasid tiiva sisse ja muutsid kosmosesüstiku ebastabiilseks, mis põhjustas kosmoselaeva purunemise.

Pärast õnnetust ei toimunud kosmosesüstiku lende peaaegu kaks aastat ja ISSi ehitus pandi ootele. Sel ajal sõltus jaam täielikult Vene varustuslaevadest. USA hakkas kosmosejaama taas varustama, kui toimus missioon STS-114. Pärast õnnetust viidi NASA-s sisse mitmed tehnilised ja organisatsioonilised muudatused. Kosmosesüstiku kuumuskilbi orbiidil kontrollimine muutus kohustuslikuks ja alati hoiti valmis teine meeskond, kes pidi teise süstikuga appi minema juhul kui süstikult leiti parandamatuid kahjustusi, mis ei lubanud sel Maale tagasi pöörduda. Pärast Columbia katastroofi toimunud missioonid (peale ühe Hubble'i hooldusmissiooni) olid ISSi varustamismissioonid.

Meeskond

Katastroofis hukkusid:
 Komandör: Rick D. Husband
 Piloot: William C. McCool
 Laadungi komandör: Michael P. Anderson, vastutas teadusmissiooni eest
 Laadungi spetsialist: Ilan Ramon, esimene Iisraeli astronaut
 Missiooni spetsialist: Kalpana Chawla
 Missiooni spetsialist: David M. Brown
 Missiooni spetsialist: Laurel Blair Salton Clark

Vahtisolatsiooni tabamus
Space Shuttle'i välispaak oli kaetud isolatsiooniga, et vältida jää teket paagi pinnale, sest paak oli täis vedelat vesinikku ja hapnikku. Jää paagi pinnal oleks võinud startimisel eraldudes süstikut ohustada.
Missioon STS-107 oli tunduvalt hilinenud ja algselt planeeritud 2001. aasta 11. jaanuari asemel startis Columbia 16. jaanuaril 2003. Hilisemas uurimises otsustasid uurijad, et stardi hilinemisel polnud õnnetusega midagi pistmist.

82 sekundit pärast starti, kui Columbia oli umbes 20 km kõrgusel ja liikus kiirusega 840 m/s, eraldus välispaagi küljest umbes kohvri suurune vahutükk ja tabas kosmosesüstiku vasakut tiiba. Vahutüki tabamust ei märganud ei meeskond ega maapealsed lennujuhid, ning see avastati alles järgmisel päeval, starti filminud kaamerate salvestisi läbi vaadates. Õnnetuse uurimise ajal selgus katsetel, et vahutüki tabamus lõi tiiba ilmselt umbes 15–25 cm augu.

Riskianalüüs
Challengeri katastroofi uurinud komisjon märkis oma lõppraportis, et NASA eiras riskianalüüsis teadlikult insenere, kes hoiatasid, et tahkekütuskiirendi tihendid võivad olla ohtlikud. Columbia puhul keeldusid NASA ametnikud uskumast insenere, kes ütlesid et vahutüki ja süstiku kokkupõrget tuleks uurida ja süstiku kuumuskilpi peaks enne atmosfääri sisenemist kontrollima. Mitme eelmise stardi ajal olid vahutükid samuti süstikuid tabanud, aga midagi tõsist polnud juhtunud ja seetõttu arvati, et insenerid muretsevad asjatult.

Murelikud insenerid tegid USA kaitseministeeriumile kolm eraldi taotlust, et see suunaks mõne oma satelliitidest süstikule ja pildistaks selle vasakut tiiba. Samas polnud kindel, et piltidel oleksid tiiva võimalikud kahjustused näha. Inseneride taotlused ei meeldinud NASA juhtidele, kes kohati isegi sekkusid, et takistada kaitseministeeriumi abistamast.

Õnnetuse kronoloogia

 1. veebruar 2:30 EST: NASAs alustasid tööd atmosfääri sisenemise meeskonna liikmed. Eelmine meeskond oli vahetust alustanud lennujuhte informeerinud, et startimisel tabas Columbiat isolatsiooni tükk, aga ei olnud kuigi mures sellepärast. Seepärast oli see tööd alustanud meeskonnale tavapärane atmosfääri sisenemise juhtimine. Meeskond alustas kontroll-lehtede ja ilmateadetega tegelemist.
 8:00: NASA missiooni kontrollkeskuses alustas sisenemise lennujuht GO/NO-GO otsuse jaoks meeskonna küsitlemist, et seejärel informeerida süstiku meeskonda, kas nad tuuakse Maale või lükatakse laskumine edasi. Ilmateade ja vaatlused lubasid sobivat ilma ja kõik süsteemid töötasid normaalselt.
 8:10 Sideohvitser teatas süstiku meeskonnale, et GO-otsus on antud ja süstik tuuakse orbiidilt alla.
 8:15:30 Husband ja McCool alustasid orbiidilt laskumise protseduuridega. India ookeani kohal keeras süstik ennast tagurpidi ja käivitas kiiruse aeglustamiseks mootorid. Aeglustamine möödus rahulikult ja midagi ebanormaalset ei märgatud.

Atmosfääri sisenemine toimus kõikidel kosmosesüstikute sisenemistel alati arvuti juhtimisel ja piloodid võtsid juhtimise üle siis, kui süstik oli juba atmosfääris. Lisaks, kui süstik oli atmosfääri sisenemist alustanud, polnud seda enam võimalik katkestada.

 8:48:39 Esimesed kõrvalekalded tavalisest. Üks vasaku tiiva sensoritest registreeris suurema temperatuuri kui varasematel orbiidilt laskumistel. Näidu registreeris selle süsteem, mis sarnanes rohkem musta kastiga, ega saatnud infot pilootidele ega lennujuhtidele.
 8:49:32 Columbia tegi tavapärase manöövri, kallutades ennast paremale tiivale. Kiirus: Mach 24.5.
 8:50:53 Columbia sisenes kümneminutilisse perioodi, mil kuumus kere pindadel oli maksimaalne. Kiirus: Mach 24.1, kõrgus: 74 km
 8:52:00 Columbia oli 480 km kaugusl California rannikust. Süstiku temperatuur tõusis sel hetkel tavaliselt 1450 kraadini.
 8:53:46 Mitmed inimesed maapinnal nägid Columbiast eraldumas tükke. Kiirus: Mach 22,8, kõrgus 70,2 km. Mitmed vaatlejad, kes süstiku laskumist maapinnal jälgisid, nägid järgmise 24 sekundi jooksul veel nelja sellist juhtu, ja mõned pealtnägijad, kes seda filmisid, teadsid, et midagi on süstikuga valesti, sest sellist asja polnud varem juhtunud.
 8:54:24: Hoolduse, mehaanika ja meeskonna süsteemide (MMACS) ohvitser teatas lennujuhile, et ta kaotas nelja hüdraulikasensori näidud. See oli ebatavaline, sest kuigi sensoreid oldi kaotatud ka varasematel lendudel, polnud kunagi varem kaotatud neli lähestikku asunud andurit korraga. Selle hetkeni oli laskumine maapealsele meeskonnale tavapäraselt möödunud.
 8:58:00 Tiiva temperatuur hakkas tavapäraselt langema. Kiirus: Mach 19,5, kõrgus: 63 km.
 8:59:15 MMCAS ohvitser informeeris lennujuhti, et ta kaotas maandumisrataste rehvide rõhkude näidud. Lennujuht käskis sideohvitseril meeskonda info kättesaamisest teavitada ja palus lisada, et nad ei saanud viimasest ülekandest aru.
 8:59:32 Maa peal saadi viimast korda ühendust Columbia meeskonnaga ja saadi viimased telemeetria andmed. Husband vastas midagi, aga ta vastus katkes ootamatult poolelt sõnalt.
 8:59:37 Columbia kaotas hüdraulika surve. Seetõttu käivitus kabiinis tõenäoliselt üldalarm ja meeskond sai häiresignaali töölehakkamise kaudu teada, et neil on tõsine probleem. Kosmosesüstik hakkas kontrolli kaotama.
 9:00:18 Dallases teatasid pealtnägijad, et Columbia on õhus purunenud. Missiooni kontrollkeskus oli sidekaotuse tõttu mures, aga tõsiste probleemide kohta polnud endiselt mingit infot. Uurijad arvavad, et süstiku kabiin dehermetiseerus tõenäoliselt 9:00:53. Kuigi kabiin ei purunenud kohe, arvatakse, et rõhukadu oli ikkagi nii kiire, et meeskond kaotas sekunditega teadvuse.
 9:00:57 Kui meeskonnaliikmed polnud juba surnud, hukkusid nad sel kellajal ja mitte hiljem.
 9:12:39 Keskusse jõudsid teated, et süstik on purunenud. Lennujuhid mõistsid, et Columbia on hävinud ja tema meeskond on suure tõenäosusega surnud. Lennujuhtide ülem andis käsu uksed lukustada. Kellegi polnud lubatud keskusest väljuda ega siseneda ja lennuandmed tuli uurimise jaoks hoiustada.

Presidendi reageering

Kell 14:04 (19:04 UTC) kohaliku aja järgi ütles president George W. Bush: "See päev on toonud kohutava uudise ja suure kurbuse me riiki ... Columbia on hävinud ja ellujäänuid ei ole." Bush lisas, et katastroofist hoolimata kosmose uurimine ja missioon, mille nimel Columbia meeskond hukkus, jätkub.

Hiljem kuulutas Bush Ida-Texase föderaalseks katastroofipiirkonnaks, mis lubas otsingutesse kaasata ka FEMA ja teised föderaalagentuurid.

Rusude otsimine
Columbia rususid saadeti otsima tuhanded vabatahtlikud, politseinikud ja päästetöötajad. Rusud olid langenud suurele maa-alale ja neid leiti Ida-Texasest, Lääne-Louisianast ja Arkansase edalapoolsetest maakondadest. Otsingutel leiti tükke varustusest ja süstikust, aga ka inimsäilmeid. NASA hoiatas otsingutel osalevaid vabatahtlikke, et kosmosesüstiku tükid võivad olla mürgised ja nende leidmisel tuleb informeerida kohalikke hädaabiteenistusi. Lisaks hoiatati, et kui keegi omastab süstiku tükke, antakse see isik kohtu alla. Suurimad leitud süstikutükid olid aknaraam ja esitelik.

Nädalaid pärast õnnetust avastasid päästjad metallkonteinerid, mille seest leidis NASA elusa varbusside koloonia. Need ümarussid olid olnud osa eksperimendist, mille meeskond sooritas, ning nad olid atmosfääri sisenemise ja kokkupõrke maaga üle elanud.

Seni viimane Columbialt pärinev detail leiti 2011. aastal Texasest.

Otsingute ajal hukkus kaks inimest ning kolm said vigastada, kui otsingutel osalenud helikopter alla kukkus.

Õnnetuse uurimine

NASA teatas esialgu, et esimesed märgid probleemidest olid temperatuuriandurite ja vasaku tiiva hüdraulika kaotamine. Nendele järgnesid rehvirõhkude kaotus ja ebatavalise kuumuse registreerimine.

Sõltumatu uurimiskomisjon keskendus uurimise algusest peale vahutüki tabamusele stardi ajal. Uurijate õnneks oli Columbia varustatud eksperimentaalse lennuandmete salvestiga, mis salvestas sadu näite reaalajas. Teistel süstikutel seda polnud, sest see oli paigaldatud Columbia testimisel, aga seda polnud kunagi eemaldatud. Lennuandmete salvestis võimaldas uurijatel õnnetuse üsna täpselt rekonstrueerida ja lennuandmeid uurides selgus, et süstiku arvuti pingutas enne õnnetust tõsiselt, et laskumisasend kontrolli all hoida ja veidi enne salvestise lõppu kasutas süstik RCS-tõukureid maksimaalse võimsusega.

2003. aasta mais alustati kuumuskilbi ja vahutüki kokkupõrkekatseid ja sama aasta juulis selgus, et kui stardi ajal olnud kiirusel liikunud vahutükk tabas üht kindlat termokilbi paneeli, siis see purunes ja tekitas 41–42 cm augu. See tõestas inseneride kahtlusi ning näitas et vahutüki eraldumine võib süstiku kuumuskilbile ohtlik olla.

Komisjoni lõppraporti põhjal oli õnnetuse põhjuseks auk vasaku tiiva kuumuskilbis. Peale selle kritiseeriti rängalt NASA juhtimis- ja töökultuuri. Raport tõi esile, et üks juhtivametnik pidi tagama turvalise ja plaanipärase lennu, aga samas ka võimalikult madalad kulud, mis mõjutas selle isiku otsuseid. Raport soovitas NASA-s teha mitmeid muudatusi, mis viidi ka ellu.

Samal ajal kui sõltumatu uurimiskomisjon uuris õnnetuse põhjuseid, uuris NASA, mis võimalused olid Columbia meeskonnal eluga pääseda. 2008. aastal avaldatud lõppraportis jõudsid NASA uurijad järeldusele, et meeskonnal polnud võimalik õnnetusest eluga pääseda, sest meeskonnaruum dehermetiseerus ilmselt ootamatult ja kiiresti ning pardalolijatel polnud aega oma skafandreid hermetiseerida. Kogu meeskond kaotas teadvuse ilmselt sekunditega ja hukkus, kui süstik purunes.

Võimalik päästemissioon

Sõltumatu uurimiskomisjoni lõppraport tegi kindlaks, et kui NASA juhid oleksid insenere kuulanud ja süstikul oleks kahjustuste avastamise järel atmosfääri sisenemine keelatud, oleks riskantne päästemissioon kosmosesüstik Atlantisega olnud võimalik. Columbial oli pardal piisavalt hapnikku ja varustust et 15. veebruarini vastu pidada. Atlantis oleks stardiks valmis olnud hiljemalt 10. veebruaril ja kui Atlantise stardil poleks mitte midagi valesti läinud, oleks ta saanud Columbiale appi minna. Columbia meeskond oleks seejärel asunud Atlantise pardale ja missiooni juhtimiskeskus oleks tühja Columbia kaugjuhtimise abil Vaiksesse ookeani kukutanud.

Teine variant oleks olnud tunduvalt riskantsem kui Atlantise kosmosesse saatmine. Selle variandi järgi oleks meeskond augu ära lappinud, kasutades meeskonnaruumist lammutatud titaani või mõnd teist metalli ja veega täidetud kotti (mis oleks avakosmoses jäätunud). Teoreetiliselt oleks selle protseduuriga saanud vältida turbulentset õhuvoolu atmosfääri sisenemisel, temperatuurid oleksid püsinud piisavalt madalal ning Columbia oleks atmosfääri sisenemise üle elanud.

Lõppraporti järgi oleks meeskonnal olnud suurem võimalus pääseda, kui NASA oleks Atlantise Columbiale appi saatnud.

Vaata ka 
 Challengeri katastroof

Viited

Õnnetused
2003
Space Shuttle