Havária raketoplánu Columbia

Havária raketoplánu Columbia bola havária, ktorá nastala 1. februára 2003 v závere vedeckej misie STS-107. Bola už druhou haváriou amerického raketoplánu. Stroj sa rozpadol pri vstupe do atmosféry a zahynulo všetkých sedem členov posádky.

Spolu s haváriou Challengeru sa zaraďuje medzi najtragickejšie udalosti pilotovanej kozmonautiky. Na rozdiel od tragédie raketoplánu Challenger nastala katastrofa Columbie nie pri štarte, ale pri jej pristávaní, v okamihu, keď už do bezpečného pristátia ostávalo iba 16 minút. Sled udalostí smerujúcich k havárii sa však začal odohrávať už pri štarte, keď sa v čase 15:40:21 UT odtrhla časť tepelnej izolácie nádrže ET a zasiahla ľavé krídlo raketoplánu na jeho nábežnej hrane. Na zasiahnutom mieste vznikla trhlina v tepelnej izolácii samotného orbitera, ktorou pri pristávaní začala prúdiť dovnútra stroja plazma s teplotou presahujúcou 1 000 °C vznikajúca trením riedkych vrstiev vzduchu o povrch raketoplánu. Plazma pôsobila postupnú deštrukciu stroja a viedla k jeho zániku. Columbia sa rozpadla vo výške 63 kilometrov nad štátom Texas pri rýchlosti /s.

Havária znamenala približne 907-dňové pozastavenie letov všetkých raketoplánov. Lety sa obnovili až potom, ako sa realizovali opatrenia na zvýšenie bezpečnosti letov raketoplánov. Raketoplány aj pozemské zariadenia a personál prešli celým radom úprav, testov a zdokonalení, aby sa zabránilo opakovaniu podobnej katastrofy v budúcnosti.

Posádka 
Posádka raketoplánu Columbia bola vymenovaná už v roku 2000. Členovia posádky boli:
 Richard D. Husband (veliteľ)
 William C. McCool (pilot)
 David M. Brown (prvý letový špecialista)
 Kalpana Chawlová (druhý letový špecialista; pôvodom z Indie)
 Michael P. Anderson (tretí letový špecialista)
 Laurel B. Clarková (štvrtý letový špecialista)
 Ilan Ramon (palubný špecialista; Izrael) Ilan Ramon bol vôbec prvý izraelský astronaut vo vesmíre. Aj z tohto dôvodu sa spočiatku predpokladalo, že havária bola teroristický útok – táto možnosť však bola pomerne rýchlo vylúčená.

Pristávanie 

Priebeh misie až do začiatku pristávania – pozri STS-107.

Začiatok pristávania 

Pristátie raketoplánu Columbia pri vedeckej misii STS-107 zameranej na výskum mikrogravitácie bolo naplánované na 1. február 2003. 31. januára boli ukončené pokusy a začalo upratovanie na palube družicového stupňa raketoplánu aj v laboratóriu Spacehab. 1. februára 2003 okolo 6:40 UT ukončila odpočinok červená zmena, ktorú tvorili Chawlová, Husband, Clarková a Ramon. Posádka sa totiž kvôli efektívnejšiemu využitiu času delila na dve zmeny: Modrú a červenú.

Obidve zmeny okolo 08:49 UT začali prípravy na pristávací manéver. Prebehli posledné kontroly: čerpadiel APU (Auxiliary Power Unit, doslova pomocná energetická jednotka), funkcie elevónov a kormidla, skúšobný zážih RCS motorov (Reaction Control System, doslova reaktívny kontrolný systém – súbor stabilizačných a manévrovacích motorov raketoplánu). O 13:10:39 UT bolo spustené prvé z troch čerpadiel hydrauliky.

O 14:03 SEČ začala posádka, ktorá neodhalila žiadne problémy, pristávací manéver. S dosadnutím stroja na pristávaciu dráhu Kennedyho kozmického strediska sa počítalo o 15:16 SEČ. Raketoplán bol otočený motormi dopredu a o 14:15:30 vykonal stopäťdesiatosemsekundový zážih motorov OMS (Orbital Maneuvering System, doslova systém na manévrovanie na obežnej dráhe – dvojica motorov v zadnej časti raketoplánu). Potom piloti otočili Columbiu späť do pôvodnej polohy, čiže „nosom“ dopredu. Z blokov FRCS (Foward Reaction Control System, doslova predný reaktívny kontrolný systém – skupina motorov RCS umiestnených v prednej časti raketoplánu) boli vypustené zvyšky pohonných hmôt, boli spustené ďalšie dve hydraulické čerpadlá a motory SSME (Space Shuttle Main Engines – hlavné motory raketoplánu) sa pripravili na vstup do atmosféry. Raketoplán vstúpil do vrchných vrstiev zemskej atmosféry, kde ho začala postupne obklopovať žeravá plazma. Táto plazma s teplotou presahujúcou 1 000 °C vzniká trením riedkych vrstiev vzduchu o povrch raketoplánu. Raketoplán (presnejšie orbiter) je však proti nej chránený vrstvou izolačných doštičiek. Za oficiálny čas vstupu do atmosféry sa považuje čas 14:44 SEČ. Zatiaľ všetko prebiehalo podľa plánu.

Havária 
O 14:49 Columbia vykonala pravotočivú otáčku – manéver na zníženie rýchlosti. V čase 14:49 niekoľko snímačov zaregistrovalo slabý nárast teploty. O 14:52 zaregistrovali mierny nárast teploty aj snímače v hydraulickom systéme bŕzd ľavého podvozku. V nasledujúcich chvíľach došlo k strate údajov zo snímačov. Teplota rástla v celom krídle a v celej podvozkovej šachte. Tieto údaje zaregistrovalo riadiace stredisko v texaskom Houstone, kde počas celého zostupu desiatky technikov sledovali jednotlivé systémy raketoplánu. Technik Jeff Kling s volacím znakom MMACS (Ma i.tenance, Mechanical, Arm and Crew Systems) informoval o strate teplotných údajov riaditeľa letovej zmeny LeRoya Caina. Prebehla krátka komunikácia na tému stratených údajov. Technici neboli veľmi znepokojení, pretože k zlyhaniam snímačov dochádzalo aj pri predchádzajúcich pristátiach. Potom došlo k strate údajov o tlaku aj v pneumatikách ľavého podvozku. Táto skutočnosť už mohla znamenať vážny problém, stále však mohlo ísť len o poruchu komunikácie. Riadiace stredisko si to však chcelo overiť:
„Columbia, tu je Houston,“ povedal capcom riadiaceho strediska Charles Hobaugh, „pozeráme sa tu na hodnoty tlaku v pneumatikách a posledné sme nedostali.“

"Rozumiem..." stihol povedať veliteľ Rick Husband a vyslovil ešte začiatok ďalšieho slova. Akého, to sa už nikto nikdy nedozvedel, pretože v tej chvíli bolo s raketoplánom prerušené všetko spojenie. O niekoľko sekúnd sa stroj podľa radarových hlásení rozpadol. Tesne pred rozpadom došlo k odtrhnutiu ľavého krídla. V okamihu rozpadu sa Columbia nachádzala vo výške 62 kilometrov a pohybovala sa rýchlosťou /s. V trase raketoplánu naďalej leteli už len žeravé trosky, ktoré sa rozptýlili a dopadli na územie troch amerických štátov, najviac však na Texas. Trosky dopadali do eliptickej oblasti s rozmermi približne 500×. Riadiace stredisko sa stále pokúšalo obnoviť spojenie. Hobaugh štyrikrát zopakoval: "Columbia, Houston, kontrola spojenia na UHF." Napokon o 15:12:55 UT dal riaditeľ letu LeRoy Cain príkaz na uzamknutie riadiaceho strediska, čo je opatrenie nevyhnutné pre zachovanie údajov a neskôr vyšetrovanie príčin nehody raketoplánu. Stalo sa tak necelé tri minúty pred časom plánovaného dosadnutia Columbie na pristávaciu dráhu. Pracovníci NASA začali pomaly odvádzať príbuzných a známych posádky z návštevníckej galérie hlavnej sály riadiaceho strediska. V tom čase sedel otec Ilana Ramona, Elizer Wolfermann v televíznom štúdiu. Priamy prenos prerušila správa izraelského reportéra z Kennedyho vesmírneho strediska o prerušení spojenia s Columbiou. Elizera Wolfermanna ohľaduplne odviedli do vedľajšej miestnosti. Neskôr o tomto okamihu hovoril: "Ešte som veril. Tej nádeje som sa držal všetkými silami. Ilan predsa veľmi často lietal bez spojenia so Zemou."
Okamžite sa rozbehli záchranné akcie. Nikto zo sedemčlennej posádky však neprežil. O 17:00: Kennedyho vesmírne stredisko spustilo vlajky na pol žrde. O 20:05 prezident George W. Bush oznámil, že Columbia je stratená a nikto neprežil.
 
V USA zavládol smútok. Tisíce ľudí nosili kvety k miestam, kde sa našli trosky. Napriek tomu si však rodiny a priatelia zosnulých astronautov želali, aby lety do vesmíru pokračovali. „Chceme, aby vesmírne misie pokračovali. Nechceme, aby títo ľudia zomreli zbytočne.“ povedala matka astronauta Davida Browna. Podľa jej slov by si pokračovanie letov želal aj jej syn: Keď sa ho raz brat Dough pýtal: „David, a čo keď zomrieš?“ David odpovedal: „Program napriek tomu musí bežať ďalej“. Audrey McCoolová, matka pilota Williama C. McCoola uviedla: „Chceme, aby kozmické misie neprestali. Sedem životov by nemalo vyhasnúť nadarmo.“ Brat Ilana Ramona pred novinármi povedal: „Pre Ilana to bolo splnenie sna. Chcel som, aby vedel, že som na neho pyšný. Áno, pyšný je to správne slovo.“
V Iraku však haváriu považovali za dôvod na radosť: „Allah chcel ukázať, že jeho moc je väčšia než moc Američanov. Pletú sa do záležitostí našej krajiny, ale Allah nás mstí.“ – Abdal Džabbar Kurajší, zamestnanec vlády Iraku.

Osud trosiek 

NASA vydala varovanie, aby sa občania nedotýkali nájdených trosiek. Mohli by byť totiž toxické, hlavne kvôli možnému obsahu paliva – hydrazínu, ktorý je prudko jedovatý. Niekoľko ľudí muselo vyhľadať lekárske ošetrenie, prevažne z preventívnych dôvodov. Niektorí Američania začali trosky zbierať, či si ich už chceli nechať ako suveníry, alebo ich predať. Na internete sa objavila ponuka úlomkov, pričom aukčná cena niektorých z nich sa vyšplhala na viac než 30 000 dolárov. Spoločnosť eBay však začala takéto ponuky z internetu rýchlo sťahovať. Americký štátny zástupca pre južný Texas Michael Shelby vyhlásil, že "ktokoľvek sa dotkne trosiek, bude čeliť tvrdému trestu. Trosky sú totiž ešte stále federálnym majetkom." Miestami však nastal opačný problém: občania nosili na políciu predmety, ktoré považovali za trosky, pričom troskami vôbec neboli.

Množstvo trosiek dopadlo napríklad do mesta Nacogdoches. Jeho námestie sa stalo symbolom národnej tragédie, ľudia naň ukladali kvetiny alebo nechávali lístočky s vyznaním ľútosti a bolesti. S niektorými troskami sa začali hrať malé deti, ale nikto neprišiel k zraneniu. Trosky boli zhromažďované vo vyprázdnenom hangári v Kennedyho vesmírnom stredisku. 18. februára sa tam zhromaždilo už 4 000 úlomkov. 4. marca bolo na tlačovej konferencii vyšetrovacej komisie CAIB oznámené, že zatiaľ sa našlo 22 563 kusov trosiek, ktoré dokopy tvoria 13,7 % hmotnosti Columbie. 26. marca už hmotnosť zhromaždených trosiek predstavovala 25 % hmotnosti raketoplánu. Technici predpokladali, že na Zem mohlo dopadnúť 35 % až 50 % pôvodnej hmotnosti orbitera.

Hľadanie trosiek sa začalo okolo 14:25 UT. Najprv boli dve stíhačky F-15 Louisiana Air National Guard z New Orleans odklonené od bežného letu, aby sa podieľali na hľadaní trosiek. Neskôr boli do pátrania nasadené ďalšie lietadlá, napríklad letúň elektronického prieskumu typu E-3 AWACS vyslaný zo základne vojenského letectva Tinker a a dve stíhačky F-16 zo základne námorných záloh Carswell. Tieto tri stroje vyslala Severoamerická protivzdušná obrana (NORAD). V prvej fáze bolo do záchranných operácií nasadených niekoľko desiatok tisíc hasičov, policajtov a vojakov. Neskôr sa ich počet ustálil na 2 500 osôb. Celkove sa hľadania trosiek postupne zúčastnilo 25 000 ľudí z 270 organizácií.

Koordináciu a zaisťovanie zberu trosiek mal na starosti astronaut James Donald Wetherbee. Trosky sa zhromažďovali na Barksdale AFB. Hlavnú koordináciu a zaisťovanie trosiek riadil Federálny úrad pre mimoriadne udalosti FEMA. Družica Ikaros okolo 18:00 UT urobila snímky oblasti Texasu s celkovou plochou asi 2000 kilometrov štvorcových, a dala ich zdarma NASA, aby bolo uľahčené hľadanie trosiek. Ďalšie snímky touto istou družicou boli zhotovené 4. februára.

7. februára bola nájdená troska, ktorá bola o tri dni neskôr identifikovaná ako časť hrany ľavého, problematického krídla. V polovici februára našli jeden z piatich palubných riadiacich počítačov, ale keďže v priebehu havárie z neho vypadla batéria, pamäť bola úplne vymazaná. 28. februára bol zverejnený videozáznam, ktorý urobila posádka počas pristávania na pilotnej palube. Záznam pochádzal z čiastočne zničenej videokazety nájdenej medzi troskami. Končí sa však 4 minúty pred prvými náznakmi problémov a preto nebol veľmi dôležitý pre vyšetrovanie. Zistilo sa z neho prakticky len to, že posádka netušila nijaké problémy. Dôležitým nálezom pre vyšetrovanie bolo nájdenie dátového záznamníka OEX (Orbiter Experiment Support System), 19. marca. Tento dátový záznamník je podobný čiernej skrinke v lietadlách, na rozdiel od čiernej skrinky však nie je prispôsobený na prežitie havárie. Záznamník, ktorý bol aktivovaný na začiatku pristávacieho manévru v čase 13:34 UT nahrával údaje o teplote, aerodynamickom tlaku, vibráciách a ďalších fyzikálnych parametrov až do okamihu 10 sekúnd pred rozpadom trupu stroja. Zo všetkých raketoplánov ho mala iba Columbia ako skúšobný prototyp. Po otvorení záznamníka sa však zistilo, že páska je pretrhnutá a preto z nej množstvo údajov nemožno získať.

Medzi troskami sa našli aj pozostatky členov posádky. Prvé pozostatky obetí tragédie boli objavené v Hemphille na východe Texasu. Kvôli veľkému poškodeniu sa však nedali identifikovať. Ako prvé sa podarilo identifikovať pozostatky Ilana Ramona. Našli sa v noci z 5. na 6. februára spolu s troskami väčšej časti spodného dielu obytnej paluby raketoplánu. V rovnakej oblasti bola nájdená aj špica raketoplánu a časť riadiaceho panelu. 12. februára NASA oznámila, že sa podarilo identifikovať všetkých členov posádky. Zhromažďovaním pozostatkov členov posádky bol poverený astronaut Jerry Lynn Ross.

Siedmi astronauti však v konečnom dôsledku neboli jedinými obeťami havárie. 27. marca sa vo východnom Texase do lesa zrútila helikoptéra Bell 407 patriaca U. S. Forest Service, hľadajúca trosky raketoplánu. Dve osoby zahynuli (pilot Jules F. Mier a špecialista Charles Krenek) a ďalšie tri boli zranené.

Celkový počet nájdených trosiek bol vyše 84 000, čo predstavuje zhruba 38 % hmotnosti Columbie bez pohonných hmôt.

Vyšetrovanie

Vyšetrovacia komisia 

Na druhý deň po katastrofe bola zostavená vyšetrovacia komisia CAIB (Columbia Accident Investigation Board), známa tiež ako Gehramova komisia. Na jej čele stál admirál námorníctva Harold Gehram. Jej členovia boli S. Turcotte (veliaci dôstojník U. S. Naval Safety Center), gen. mjr. J. L. Barry (riaditeľ odboru plánovania a programov, Headquarters Air Force Materiel Command), gen. mjr. K. W. Hess (vedúci odboru bezpečnosti USAF), dr. J. M. Hallock (vedúci odboru bezpečnosti leteckej dopravy pri Ministerstve dopravy), S. B. Wallace (riaditeľ odboru vyšetrovania leteckých nehôd Federal Aviation Administration), brig. gen. D. Deal (veliteľ 21. kozmického krídla), S. Hubbard (riaditeľ Ames Research Center), B. O'Connor (bývalý astronaut), T. M. Bradley, hlavný inžinier NASA. Neskôr bola ako ďalší člen komisie menovaná Sheila E. Windallová, zaoberajúca sa problematikou letu v extrémnych výškach. 5. marca sa na žiadosť predsedu CAIB komisia rozšírila o ďalších troch členov. Boli to dr. Douglas Osheroff, laureát Nobelovej ceny za fyziku v roku 1996 a profesor na Stanford University, dr. Sally Kristen Ridová, bývalá astronautka a riaditeľka California Space Institute a dr. John Logsdon, riaditeľ Space Policy Institute. Prvé verejné zasadanie komisie sa uskutočnilo 6. marca.

Počas prvého týždňa rozdelil Gehman členov CAIB do štyroch pracovných skupín, ktoré poveril špecifickými úlohami. Gehram tiež vytvoril vlastnú nezávislú expertnú technickú skupinu, ktorá skúmala údaje kozmickej agentúry NASA, pretože nemohol úplne dôverovať internej pracovnej skupine MIT (Mishap Investigation Team) komisie, ktorú zostavil riaditeľ NASA Sean O’Keefe.

Vyšetrovacia komisia sa sústredila na dva kľúčové zdroje informácií: Údaje v počítačoch riadiaceho strediska a skúmanie zhromaždených trosiek. Komisia študovala tiež záznam rádiolokačných sledovaní, záznamy telemetrie a záznamy hovorov s posádkou. Vďaka detailnému štúdiu rádiolokačných sledovaní napríklad komisia zistila, že 17. januára sa od raketoplánu oddelil objekt s rozmermi približne 0,3-krát 0,3 metra. Jeho možný vplyv na haváriu sa však nepodarilo dokázať, mohlo ísť napríklad len o kus ľadu z odpadovej vody vypustenej z raketoplánu.

Teórie o príčine havárie 
Medzi hlavné možné príčiny havárie patrili: 
 teroristický útok
 chybný uhol zostupu
 poškodenie tepelnej ochrany (vo vesmíre alebo v priebehu štartu či pristávania)
 zrútenie konštrukcie spôsobené únavou materiálu
 otvorenie podvozkovej šachty a následné vniknutie plazmy dovnútra stroja
 zlyhanie počítača
 výbuch v motorovej sekcii.

Teroristický útok bol hneď na začiatku vylúčený ako technicky neuskutočniteľný. Chybný uhol zostupu či nesprávny manéver sa dal tiež takmer okamžite vylúčiť, pretože až do okamihu straty spojenia letela Columbia po presne stanovenej dráhe a stanovenou rýchlosťou. Ďalšie teórie hovorili, že príčinou mohla byť aj explózia pneumatík podvozku, či samovoľné otvorenie alebo odpadnutie dverí podvozku.

Už v raných štádiách vyšetrovania všetko nasvedčovalo tomu, že raketoplán mal pri vstupe do atmosféry poškodenú tepelnú ochranu ľavého krídla. Technici NASA, ktorí podrobne skúmali všetky údaje získané v priebehu zostupu raketoplánu po prvýkrát upozornili na to, že pátranie na troskách by sa malo zúžiť na hľadanie miesta poškodenia na nábežnej hrane krídla. Vďaka ďalším údajom sa expertom podarilo presne lokalizovať miesto poškodenia – bol ním pravdepodobne panel RCC č. 8.

Príčiny poškodenia mohli byť rôzne. Náraz kúska izolačnej peny alebo kusu ľadu NASA spočiatku odmietala. Hoci pri štarte v čase T+81 sekúnd sledovacie kamery zaznamenali úlomok izolačnej peny oddeľujúci sa od nádrže ET a narážajúci do krídla, ale podľa vtedajšieho názoru odborníkov táto udalosť nemala mať na bezpečnosť letu väčší vplyv. „Proste nedáva zmysel, že by táto udalosť bola hlavnou príčinou,“ povedal na tlačovej konferencii niekoľko dní po tragédii riaditeľ programu raketoplánov Ron Dittermore. Úvahy o vodou nasiaknutom a zľadovatenom kuse peny sa ukázali byť neopodstatnené – izolačná pena je totiž nenasiakavá. Samotná izolačná pena podľa názoru odborníkov jednoducho nemohla spôsobiť dostatočne veľké poškodenie na to, aby sa končilo deštrukciou celého raketoplánu. Navyše už pri predchádzajúcich letoch dochádzalo k poškodeniu tepelného štítu izolačnou penou alebo ľadom. Išlo o lety STS-7, STS-32, STS-50, STS-112 a najväčšie poškodenie bolo zaznamenané pri lete STS-87. Pri lete STS-87 mali doštičky celkove 380 poškodení, niektoré kusy boli poškodené až z troch štvrtín, a napriek tomu sa raketoplánu podarilo bezpečne pristáť. Z tohto dôvodu sa dlho uvažovalo aj o tom, že poškodený nebol panel RCC, ale doštičky HRSI za ním. Medzi ďalšie teórie patrilo poškodenie tepelného štítu až vo vesmíre. Poškodenie mohol spôsobiť kus ľadu vypustený ako odpadová voda, alebo mikrometeoroid. 

Vo výskumnom stredisku Southwest Research Institute, San Antonio sa realizovali pokusy s vystreľovaním vzorku penovej izolácie ET na panel RCC. Veľké plynové delo poháňané stlačeným dusíkom vystreľovalo oproti modelu nábežnej hrany kusy izolačnej peny. Pokusy dokázali, že najpravdepodobnejšou príčinou havárie bol skutočne náraz izolačnej peny. Za najpresvedčivejší dôkaz sa považoval pokus uskutočnený 7. júla. Kus izolačnej peny vystrelený proti panelom na nábežnej hrane krídla rýchlosťou /s pod uhlom 22° vytvoril v paneli dieru s priemerom približne 0,4 metra. Potvrdil to aj S. Hubbard, člen vyšetrovacej komisie CAIB.

Rekonštrukcia zániku raketoplánu

Amatérske pozorovania
Vyšetrovaniu a rekonštrukcii zániku raketoplánu pomáhala skutočnosť, že veľká časť návratovej dráhy raketoplánu viedla ponad pevninu, južnú časť USA. Väčšina dráh vracajúcich sa raketoplánov viedla nad obývanými územiami z oveľa menšej časti. Fáza zostupu, v ktorej raketoplán obklopuje plazma, je pritom vizuálne veľmi príťažlivá pre pozorovateľov a je viditeľná aj za denného svetla. Na západnom pobreží navyše v čase, keď nadeň mala Columbia nalietať, mala panovať ešte tma. Preto sa na pozorovanie Columbie pripravovalo veľa amatérskych astronómov najmä z Kalifornie a juhozápadných štátov. Podrobné informácie o vyhľadávaní Columbie na oblohe poskytli Brian Webb, ktorý vydával elektronické spravodajstvo Launch Alert, a Rick Baldridge, ktorý zase rozposlal e-maily amatérskym astronómom a pozorovateľom satelitov. Vďaka tomu Columbiu počas pristávania a havárie sledovalo, fotilo či kamerovalo množstvo ľudí. Niektoré ich fotoaparáty a kamery NASA po nehode odkúpila, aby mohla preskúmať, či pozorované efekty rozpadu raketoplánu neboli spôsobené chybami na nich. Jedno z dôležitých pozorovaní poskytol aj skúsený pozorovateľ návratov raketoplánov, Rick Baldridge, ktorý pred pristátím rozposlal spomínané maily aj ďalším pozorovateľom.

Časová os havárie
Prvý detailný scenár havárie, ktorí vypracovali pracovníci NASA, zverejnila CAIB 6. mája. Definitívny scenár udalostí bol komisiou zverejnený 8. júla 2003. Vyšetrovacia komisia sa sústredila na dva kľúčové zdroje informácií: Údaje v počítačoch riadiaceho strediska a skúmanie zhromaždených trosiek. Krátko po havárii bolo riadiace stredisko v Houstone uzavreté a všetky údaje v počítačoch zachránené. Z týchto údajov a tiež z výpovedí očitých svedkov, fotografického a filmového materiálu boli zrekonštruované posledné okamihy Columbie:

14:50:53 – začína obdobie maximálneho aerodynamického ohrevu

14:51 – raketoplán preletel nad pobrežím Kalifornie. Očití svedkovia pozorovali, že za strojom ostávajú drobné rozžeravené úlomky – pravdepodobne odtrhávajúce sa doštičky tepelnej ochrany. Prvá anomália bola spozorovaná už o 14:48:39. Vtedy snímač vnútri ľavého krídla za panelom RCC detegoval nečakane vysoké mechanické namáhanie krídla.

14:52:17 – mierny nárast teploty zaregistrovali snímače v hydraulickom systéme bŕzd v ľavom podvozku. Columbia sa nachádzala vo výške 71 040 metrov a letela rýchlosťou Ma = 23,58

14:52:25 až 14:52:31 UT – nečakané prerušenie spojenia, podobné prerušenia však bývajú spôsobené obtekajúcou plazmou aj pri normálnom priebehu pristávania.

14:52:41 – zvyšuje sa rýchlosť nárastu teploty v hydraulickom systéme bŕzd v ľavom podvozku

14:52:49 – úplne prestal pracovať tepelný snímač v strede spodnej strany ľavého vnútorného elevónu po tom, ako nameralo maximálnu teplotu 232 °C. Raketoplán bol vo výške  a mal rýchlosť Ma = 23,25

14:52:56 – nečakaný pokles teploty na ľavom vnútornom elevóne

14:53:09 – prudko rastie teplota na ľavom module OMS

14:53:10 – nárast teploty udávajú dva snímače podvozku, sú stratené všetky údaje zo snímača teploty hydrauliky ľavého vonkajšieho elevónu. O sekundu neskôr prestáva dodávať informácie aj tepelný snímač v spodnej vetve hydraulického systému.

14:53:26 – raketoplán prelietava nad kalifornským mestom Gualara severne od San Francisca vo výške 69 480 metrov rýchlosťou Ma = 23. Krátko predtým začalo plánované riadenie uhla nábehu.

14:53:30 – 14:53:33 – Výpadok telemetrie, ktorý však môže znamenať len bežný výpadok pôsobením plazmy. Po obnovení spojenia už snímač nevysielal spätnej vetve hydraulického systému. Raketoplán je v pravotočivej zatáčke a pohybuje sa rýchlosťou /s.

14:53:34 – začala klesať teplota v spätnej vetve hydraulického systému ovládania ľavého vnútorného elevónu. O dve sekundy neskôr tento snímač prestal vysielať.

14:53:44 – na amatérskom videozázname je zaznamenaný prvý úlomok oddeľujúci sa od raketoplánu

14:53:46 – nárast teploty v hydraulickom brzdovom okruhu ľavého podvozku. Stroj bol výške 69 060 metrov a pohyboval sa rýchlosťou Ma = 22,86.

14:53:54 – 14:53:58, 14:54:00 – ďalšie záznamy o úlomkoch tepelného štítu oddeľujúcich sa od raketoplánu

14:54:10 – začala rásť aj teplota hydraulického brzdového okruhu ľavého podvozku

14:54:22 – na ľavej strane strednej časti trupu nad krídlom začína teplota narastať rýchlosťou 4,2 °C za minútu. Normál je 0,5 °C za minútu. Columbia je vo výške  a má rýchlosť Ma = 22,52.

14:54:24 – rastie teplota systému hydrauliky ľavého hlavného podvozku a to rýchlosťou 7°C za minútu

14:54:26 – podľa plánu dochádza k prepnutiu komunikačných antén.

14:54:34 – náhle a krátkodobé zjasnenie raketoplánu. Pravdepodobne došlo k vzplanutiu niektorého konštrukčného prvku na ľavom krídle raketoplánu. Columbia je vo výške  a letí rýchlosťou Ma = 22,43. Nastáva ľahká odchýlka od priameho smeru letu. Autopilot dáva pokyn na dva zážihy stabilizačných motorov OMS, aby túto odchýlku napravil.

14:54 – snímače sledujúce teplotu medzi hliníkovým trupom raketoplánu a vrstvou doštičiek jeho tepelnej ochrany zaznamenávajú o tridsať stupňov vyššiu teplotu oproti normálu. V tomto okamihu tepelný štít stroja už nie je celistvý. Okrem plazmy k deštrukcii prispieva horenie samotného raketoplánu

14:55:04 – 14:55:30 – Odlet ďalších štyroch úlomkov, stúpa teplota spätného ventilu brzdového hydraulického systému

14:55:23 – ďalší snímač teploty hydrauliky (tentoraz spätný ventil hydrauliky prednej brzdovej čeľuste ľavého kolesa hlavného podvozku) registruje nárast teploty rýchlosťou 5 °C za minútu. Raketoplán má výšku 66 850 metrov a rýchlosť Ma = 21,69

14:55:33 až 14:55:35 UT – výpadok telemetrie, vzápätí je spozorovaný ďalší úlomok

14:55:41 – ďalší nárast teploty na ľavej strane trupu nad krídlom z 0 °C/min na 1,4 °C/min.

14:55:49 – raketoplán vylietava zo zemského tieňa

14:56:16 14:56:20 – rastie teplota v celej podvozkovej šachte. Snímač v strede hornej hrany ľavého krídla prestal vysielať

14:56:22 – zvyšuje sa rýchlosť rastu teploty hydrauliky ľavého brzdného okruhu

14:56:24 – strata informácií zo stredu spodnej strany ľavého krídla

14:56:53 – ďalšie zvýšenie rýchlosti rastu teploty v hydraulike vysúvania ľavého podvozku z 0,9 na 7,5 °C za minútu. Raketoplán letí vo výške 65 650 metrov rýchlosťou Ma = 20,80

14:57 – v dôsledku aerodynamických síl sa raketoplán začína pomaly otáčať doľava. Autopilot zatiaľ túto odchýlku bez problémov kompenzuje

14:57:06 – raketoplán v ľavotočivej zatáčke

14:57:19 – tlakový snímač vo vonkajšej pneumatike ľavého podvozku vykazuje anomálie

14:57:28 – zlyhal teplotný snímač v strede spodného povrchu ľavého krídla. Raketoplán je vo výške 65 055 metrov a pohybuje sa rýchlosťou Ma = 20,31

14:57:35 – raketoplán sa vďaka zvýšenému aerodynamickému namáhaniu opäť stáča doľava, stáčanie zatiaľ kompenzujú elevóny

14:57:43 – zlyhal tepelný snímač v strede horného povrchu ľavého krídla

14:57:54 – začína rásť teplota spätného ventilu hydrauliky zadnej brzdovej čeľuste ľavého kolesa ľavého podvozku. Columbia je teraz vo výške  a pohybuje sa rýchlosťou Ma = 19,55

14:58:03 (+- 30 sekúnd) – ďalšia kompenzácia narastajúcej aerodynamickej nestability

14:58:16 – zvýšila sa rýchlosť nárastu teploty hydrauliky brzdového okruhu D z 0,5 na 6,5 °C za minútu

14:58:32 – začína postupný pokles tlaku v oboch pneumatikách ľavého podvozku, začína klesať teplota ľavého kolesa ľavého podvozku

14:58:38 až 14:58:40 – prestávajú pracovať snímače pneumatík ľavého podvozku

14:58:39 – monitor v pilotnej kabíne raketoplánu zobrazuje informácie o odchýlkach v tlakových snímačoch v ľavom podvozku. V tomto okamihu sa asi posádka prvýkrát dozvedela, že niečo nie je v poriadku. Predchádzajúce problémy totiž počítače nehlásili a chvenie a vibrácie, ktoré boli spôsobené postupnou deštrukciou krídla, sa takmer nelíšili od chvenia a vibrácií sprevádzajúcich každé pristávanie.

14:58:40 – náhle prestal pracovať snímač merania tlaku pravej pneumatiky ľavého podvozku. Raketoplán má výšku 62 210 metrov a rýchlosť Ma = 19,13

14:58:41 – zaregistrovaný prudký nárast tlaku o 24 kPa a vzápätí pokles v pravej pneumatike ľavého podvozku. Je možné, že došlo k prasknutiu pneumatiky

14:58:48 – 14:58:54 – Tlak v pravej pneumatike ľavého podvozku začína klesať a prestávajú pracovať ďalšie snímače teploty a tlaku v obidvoch pneumatikách ľavého podvozku

14:59:00 – dokončenie snímku Columbie ďalekohľadom Starfire Optical Range, Kirtland AFB.

14:59:06 – jeden z troch spínačov indikuje vysunutie ľavého podvozku. S najväčšou pravdepodobnosťou išlo o poškodenie spínača a nie o skutočné vysunutie podvozku. Raketoplán letí vo výške 61 300 metrov rýchlosťou Ma = 18,76

14:59:28 – bolo nadviazané posledné hlasové spojenie s raketoplánom

14:59:31 – zážih dvoch manévrovacích motorov RCS na pravej strane raketoplánu a následne vychýlenie oboch elevónov, to všetko s cieľom kompenzovať narastajúci aerodynamický odpor v oblasti ľavého krídla. Raketoplán má výšku 60 230 metrov a rýchlosť Ma = 18,16. Riadiaci systém raketoplánu začína dostávať zmätené údaje

14:59:32 – prijatý posledný úplný blok telemetrických údajov, ktoré uvádzajú najvyššiu nameranú teplotu v brzdovom okruhu ľavého podvozku a to 77,9 °C. Prerušenie dátového spojenia nastalo na súradniciach 32.9° s.š., 99.0° Vzápätí došlo na palube Columbie k elektronickému skratu.

14:59:33 – chybné hlásenie z hydraulického systému, poplašná signalizácia primárneho riadiaceho systému a všeobecný poplach

14:59:36 až 14:59:37 – pokus autopilota o kompenzáciu narastajúceho aerodynamického odporu

14:59:31 – posledné správy o vychýlení elevónov, podľa ktorých bol pravý elevón vyklopený 1,15° nad rovinu krídla a ľavý až 8,11°

14:59:46,347 – začína 25 sekúnd, počas ktorých neboli z raketoplánu prijaté vôbec žiadne údaje

Rozpad raketoplánu 
Hoci od 14:59:46,347 bolo trvalé telemetrické spojenie Columbie s riadiacim strediskom prerušené, na základe záznamu videokamier, dátového záznamníka OEX a ďalších analýz sa podarilo zrekonštruovať udalosti prebiehajúce v tejto dobe. Samotné prerušenie spojenia však v riadiacom stredisku nevyvolalo rozruch, pretože počas tejto fázy letu nastávajú aj pri bežnom priebehu pristávania krátke prerušenia spojenia, kedy komunikačná anténa umiestnená na zadnej často raketoplánu nemieri presne na spojovaciu družicu.

V čase 14:59:33 nastalo spustenie hlavného poplachu. O 4 sekundy neskôr nastal okamih považovaný za najskorší možný okamih straty kontroly nad raketoplánom. Stroj začal prudko rotovať, čo spustilo na palube rotačný alarm (ROLL REF alarm). V čase 14:59:52 pravdepodobne došlo k poškodeniu ľavého modulu OMS a úniku jeho pohonných hmôt. V čase medzi 15:00:01 až 15:00:03 nastala náhodná alebo úmyselná aktivácia jedného z dvoch ručných ovládačov orientácie raketoplánu. O 15:00:03 prišlo krátke obnovenie telemetrie, ktoré je však neúplné. Podľa neho boli hlavné systémy (počítače, palivové články, čerpadla APU,...) funkčné a trup bol zrejme nedotknutý. Palivové batérie, navigačný systém, autopilot a počítače doteraz pracovali. V hydraulickom systéme bol však nulový tlak a krídlo bolo ťažko poškodené alebo úplne zničené, ľavý modul OMS tiež pravdepodobne podliehal deštrukcii.

V čase 15:00:05 sa pilot Columbie (McCool) pokúsil reštartovať čerpadlá APU 2 a 3. V čase 15:00:11 sa vo videozázname našla zmena farby stopy raketoplánu, čo pravdepodobne súviselo s preborením nádrže motoru OMS. O sedem sekúnd neskôr (15:00:18) sa predná časť raketoplánu vrátane kabíny pre posádku oddelila od strednej časti. Nakoľko batérie predstavujúce jediný zdroj elektrickej energie sa nachádzali v strednej časti, predná časť zostala bez prísunu elektrickej energie. Táto udalosť znamenala tiež náhlu zmenu aerodynamických charakteristík kabíny. Predpokladá sa, že preťaženie pôsobiace na posádku náhle kleslo z 3,5 G na 1 G. Podľa areodynamických modelov a analýz záznamov z videí bola rotácia prednej časti spočiatku pomerne malá, ale jej rýchlosť sa počas pádu prudko zvyšovala. O 15:00:25 bolo po prvýkrát možné zo Zeme vizuálne pozorovať, že raketoplán sa rozpadol na viacero častí.

Kabína posádky 
Podľa správy Columbia Crew Survival Investigation Report, ktorá bola zverejnená 30. decembra 2008, zostal raketoplán celistvý až do 15:00:18 a do tohto okamihu bola teda posádka s najväčšou pravdepodobnosťou nažive. Či bola posádka od okamihu deštrukcie stroja až po okamih deštrukcie kabíny pri vedomí alebo nie, zostávalo až do vydania správy len v štádiu dohadov. Stratu vedomia a následnú predpokladanú zástavu dýchania astronautov spôsobila až náhla strata hermetickosti kabíny pre posádku v čase 15:00:18. Skafandre, ktoré mali astronauti na sebe, ich pred takouto obrovskou zmenou tlaku nedokázali ochrániť. Predná časť Columbie sa vzápätí (v čase 15:00:53) rozpadla dôsledkom aerodynamických síl, preťaženia a tepelného namáhania.

Smútočný obrad za účasti rodinných príslušníkov, zástupcov vedenia NASA a pozvaných hosti sa konal 2. februára v Houstone. Ako prvý bol pochovaný Ilan Ramon. Jeho telesné pozostatky boli 10. februára 2003 prevezené do Tel Avivu, vlastný smútočný obrat sa konal o deň neskôr. Veliteľ Rick Husband bol pochovaný v rodnom meste Amarillo, William McCool v meste Annapolis a pozostatky Kalpany Chawlovej boli prevezené do jej rodnej Indie. Ostatní traja členovia posádky, David Brown, Michael Anderson a Laurel Clarková sú pochovaní na Arlingtonskom národnom cintoríne (Washington (D.C.)).

Záver vyšetrovacej komisie 
Prvý diel plného znenia správy vyšetrovacej komisie zverejnila komisia 26. septembra 2003. CAIB dospela k záveru, že príčinou nešťastia bola poškodená tepelná izolácia na nábežnej hrane ľavého krídla. K tomuto poškodeniu došlo ešte pri štarte. Spôsobil ho veľký kus penovej izolácie, ktorý odpadol z nádrže ET (External Tank, doslova externá nádrž – hlavná palivová nádrž, ktorá sa od orbitera po štarte oddeľuje). Po spresnení mali jeho rozmery byť približne 600 x 380-krát . Spolu s ním sa uvoľnili ďalšie dva menšie úlomky. Veľký kus izolácie dopadol na nábežnú hranu krídla rýchlosťou 185 až /s, kde poškodil panely RCC (Reinforced Carbon-Carbon, doslova vystužený uhlík-uhlík – materiál tvoriaci tepelne najviac namáhanú tepelnú ochranu raketoplánu). Miesto dopadu bolo naozaj nešťastné – keby tento kus dopadol na iné miesto, pravdepodobne by sa aj napriek poškodeniu podarilo Columbii bezpečne pristáť. Na nábežnej hrane krídla je však teplota plazmy najvyššia a celistvosť panelov RCC je pre bezpečné pristátie nevyhnutná. K poškodeniu došlo medzi panelmi 5 až 9, najpravdepodobnejšie boli poškodené panely 8 a 9. Vzniknutou trhlinou sa plazma dostala do krídla, kde pravdepodobne najprv prepálila rebro nábežnej hrany. Plazma postupne prepaľovala prepážky tvoriace vnútornú konštrukciu krídla a zároveň zväčšovala trhlinu. Zároveň aerodynamické sily strhávali zo stroja ďalšie doštičky a úlomky. Tento proces pozorovalo niekoľko svedkov. O 12:58:56 boli prerušené telemetrické údaje o teplote a tlaku pneumatík ľavého podvozku, čo môže súvisieť s explóziou pneumatík pod vplyvom vysokej teploty. Nakoniec došlo k odtrhnutiu krídla. Vtedy sa raketoplán prudko otočil, v dôsledku čoho vypadlo spojenie (komunikačná anténa prestala smerovať na spojovaciu družicu). V nasledujúcich sekundách došlo k deštrukcii celého raketoplánu.

Vyšetrovacia komisia v záverečnej správe vydala celkove 29 odporúčaní pre vyššiu bezpečnosť letu. Za hlavnú príčinu, ktorá viedla k havárii, považuje CAIB dlhodobý nedostatok internej komunikácie v rámci organizácie a prehliadanie zdanlivo drobných odchýlok od požadovaných technických a bezpečnostných parametrov misie. 27. júna vydala CAIB predbežné odporúčanie, podľa ktorého má NASA vyvinúť pred obnovením letov raketoplánov k ISS prostriedky inšpekcie a opravy tepelnej ochrany vrátane panelov RCC. Pred obnovením letov za iným účelom musia byť navyše vyvinuté inšpekčné a opravárenské postupy úplne nezávislé od ISS, pokrývajúce čo najširšie spektrum scenárov poškodenia. NASA zareagovala rýchlo, už 8. septembra 2003 zverejnila prvý plán uskutočňovania opatrení podľa odporúčania.

Ďalšie lety boli pozastavené na viac ako 2 roky. Raketoplány aj pozemské zariadenia a personál prešli celým radom úprav, testov a zdokonalení. Predovšetkým bola obmedzená možnosť odpadávania častíc z ET pri štarte, bol zdokonalený systém optického snímania štartu, a zlepšila sa schopnosť orbitera znášať nárazy od úlomkov. Program návratu raketoplánov do vesmíru bol nazvaný Return to Flight. Bezpečnosť posádok raketoplánu malo zlepšiť aj to, že až do ukončenia letov mali všetky stroje lietať len k ISS, kde by astronauti mohli v prípade poškodenia počkať do príletu záchrannej expedície. Neskôr vedenie NASA zmenilo rozhodnutie a povolilo jedinú výnimku, ktorou sa stala servisná misia STS-125 k Hubblovmu vesmírnemu ďalekohľadu. Počas tejto misie však bol na druhej štartovacej rampe pripravený raketoplán Endeavour, ktorý by v prípade závažného problému mohol uskutočniť záchrannú misiu.

Možnosti záchrany posádky 

Komisia tiež zhodnotila štúdiu NASA o prípadných možnostiach záchrany posádky Columbie v prípade, že by sa o poškodení vedelo. Možnosti núdzovej opravy nábežnej hrany vo vesmíre alebo vyslanie záchrannej misie raketoplánu Atlantis v prípade letu STS-107 neboli realizovateľné. Práve tak neboli uskutočniteľné ani varianty vyslania ruskej vesmírnej lode alebo núdzový prechod astronautov na Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Štart raketoplánu alebo ruskej vesmírnej lode nebol uskutočniteľný pre príliš dlhé trvanie predštartovných príprav, nijakú možnosť prechodu posádky z jednej vesmírnej lode do druhej a tiež preto, že posádka záchrannej lode by nemala dosť času nacvičiť si priebeh záchrannej akcie. Spojenie sa s ISS bolo nerealizovateľné preto, lebo Columbia obiehala po dráhe s podstatne iným sklonom a výškou a na vyrovnanie svojej dráhy so stanicou nemala dostatok času ani paliva. Columbia nemala ani spojovací tunel s ISS. Na možnosť opravy poškodenej tepelnej ochrany vo vesmíre zase Columbia nebola vôbec vybavená. Inými slovami, posádku Columbie nebolo možné zachrániť. Napriek rôznym špekuláciám, ktoré sa objavili, ani posádka, ani nikto z riadiaceho strediska však netušil o poškodení a blížiacej sa katastrofe.

Pamätné gestá 

Menami členov posádky Columbie pomenovalo Laboratórium prúdového pohonu sedem asteroidov, ktoré objavila astronómka Eleanora F. Helinová na observatóriu Palomar. Sedem planétok, 51823 Rickhusband, 51824 Mikeanderson, 51825 Davidbrown, 51826 Kalpanachawla, 51827 Laurelclark, 51828 Ilanramon a 51829 Williemccool, obieha medzi Marsom a Jupiterom a v čase objavu sa nachádzali blízko seba. Na pamiatku posádky Columbie bola tiež do pristávacieho modulu robota Spirit na Marse, umiestnená pamätná plaketa a ich menami boli pomenované tiež jednotlivé vrchy marťanského pohoria Columbia Hills, v blízkosti ktorých rover pristál. Na Zemi existuje 5260 metrov vysoká hora, ktorá bola premenovaná na Columbia Point. Tento vrchol sa nachádza v Denvere v Colorade. Letisko v meste Amarillo (rodnom meste Ricka Husbanda) s pôvodným názvom Amarillo International Airport bolo premenované na Rick Husband Amarillo International Airport. Po astronautovi Michaelovi Andersonovi bol pomenovaný park v Cantone v štáte Missisippi, po Kalpane Chawlovej ulica v predmestí New Yorku, v ktorej je veľa indických obchodov. Prvá indická meteorologická družica vypustená v roku 2002 bola pomenovaná Kalpana I.

Pozri aj 
 STS-107
 Space Shuttle
 Družicový stupeň raketoplánu
 Space Shuttle External Tank
 Kozmické havárie

Iné projekty

Zdroje 
 Podrobný priebeh vyšetrovania stránky Antonína Vítka 
 Výber správ z českej tlače o havárii Columbie 
 Súhrn vyšetrovania katastrofy v Malej encyklopédii kozmonautiky 
 Antonín Vítek, Karel Pacner: Havária Columbie. Exkluzívni seriál o dobývaní kozmu 
 Tomáš Přibyl: Den, kdy se nevrátila Columbia (JUNIOR, 2003)
 Pavel Toufar: Krutý vesmír (Akcent, 2003)
 Columbia Crew Survival Investigation Report

Externé odkazy 

 Záverečná správa 
 Milan Halousek: Vyšetřování havárie raketoplánu Columbia 
 Oficiálna stránka CAIB  
 STS-107 na space.com 
 Stránka NASA programu Return to Flight  
 Správa vyšetrovacej komisie CAIB 

Program Space Shuttle
Kozmické katastrofy
Katastrofy v 2003