Nota: per celebrare il 40 ° anniversario della missione Apollo 13, per 13 giorni, Space Magazine presenterà "13 cose che hanno salvato Apollo 13", discutendo i diversi punti di svolta della missione con l'ingegnere della NASA Jerry Woodfill.
Quando l'equipaggio dell'Apollo 13 ha gettato via il modulo di servizio paralizzato mentre si avvicinavano alla Terra, hanno visto l'entità del danno causato dall'esplosione di una bombola di ossigeno. "Manca un intero lato di quella navicella spaziale!" Jim Lovell ha mandato in radio il controllo della missione, la sua voce riflette la sua incredulità nel vedere il danno di un pannello di 13 piedi fatto esplodere dall'astronave. Tuttavia, la situazione avrebbe potuto essere più grave. Lo scudo termico sul modulo di comando potrebbe essere stato danneggiato. Inoltre, l'ingegnere della NASA Jerry Woodfill ha affermato che invece di esplodere il pannello, l'esplosione avrebbe potuto - e forse avrebbe dovuto - sorvegliato il modulo di comando dal modulo di servizio.
Le foto scattate dall'equipaggio dell'Apollo 13 dopo che il modulo di servizio è stato espulso in preparazione al rientro del modulo di comando tramite lo scudo termico hanno rivelato che non solo il pannello mancava dal lato della navicella spaziale - soffiato nella vastità dello spazio dalla pressione esplosiva di l'ossigeno detonante - c'era anche un danno all'antenna Hi Gain, a destra del veicolo che disegnava sopra, indicando che il pannello si era catapultato nello spazio, colpendo l'antenna. Ciò che le immagini non potevano mostrare e ciò che l'equipaggio dell'Apollo 13 non riusciva a vedere era se c'erano danni allo scudo termico del Modulo di comando.
"Il design strutturale degli interni del Service Module è che ha un volume aperto simile a un tunnel al centro del modulo, circa 30 pollici per 13 piedi", ha dichiarato Woodfill. “Il tunnel è molto simile a un camino in modo tale che gas, liquidi o particelle possano spostarsi facilmente attraverso di esso verso la campana principale del motore a destra e lo scudo termico a sinistra. Il tunnel non è sigillato in modo tale che la forza esplosiva dell'ossigeno che brucia dal serbatoio di O2 esploso 2 possa fuoriuscire dentro e intorno al tunnel in direzione sia dello scudo termico che del motore principale. "
Woodfill ha affermato che in Mission Control è stata espressa la preoccupazione che una scheggia proveniente dal serbatoio che esplode fosse entrato nel tunnel e che alla fine abbia causato danni allo scudo termico e al motore principale. Il motore principale non è stato il problema più grande, poiché l'equipaggio è stato in grado di utilizzare il motore di discesa del lander lunare. (vedi il nostro precedente articolo, "Uso dell'LM per la propulsione".) Ma c'era solo un scudo termico e doveva funzionare per consentire alla capsula e all'equipaggio di sopravvivere al fuoco ardente attraverso l'atmosfera terrestre.
Per fortuna, come si è scoperto, lo scudo termico non è stato danneggiato.
Ma quasi miracolosamente, ha detto Woodfill, il modulo di comando e il modulo di servizio sono rimasti collegati in seguito all'esplosione, mentre la pressione interna dell'esplosione ha fatto schizzare il pannello esterno nello spazio.
"La forza di collegamento del pannello del modulo di servizio alla struttura ha richiesto una notevole pressione interna di 24 libbre per pollice quadrato per separarlo dal modulo di servizio", ha affermato Woodfill. “È stata richiesta una pressione molto più bassa per separare il modulo di comando con il suo scudo termico dal modulo di servizio, solo 10 libbre per pollice quadrato. Si può solo speculare sul motivo per cui il pannello è saltato e l'attacco della capsula dell'equipaggio / modulo di servizio è rimasto intatto. "
Dato che non c'è pressione dell'aria nello spazio, spiegò Woodfill, la forza che teneva insieme i veicoli era la forza dei loro attacchi meccanici.
"Due pressioni erano al lavoro", ha detto. “Ciascuno ha tentato di superare le rispettive forze di attacco: la forza che ha attaccato il Modulo di servizio alla capsula di comando e la forza che ha attaccato il pannello del Modulo di servizio al Modulo di servizio. Poiché la forza di pressione esplosiva dell'ossigeno è stata immediatamente applicata con grande forza al pannello, questa forza travolgente dovrebbe far saltare quel pannello a parte dal veicolo, superando la resistenza di attacco di 24 libbre per pollice quadrato. Tuttavia, ci si può aspettare che lo sfiato di ossigeno esplosivo residuo nel quadro del modulo di servizio superi la forza di attacco tra i due veicoli, separandoli. "
Eppure no. Perché?
"Apparentemente, la presenza di" tankage "e di altre strutture ha agito per mitigare e dissipare l'improvviso picco di pressione prima che raggiungesse l'interfaccia tra i veicoli", ha detto Woodfill. “Tuttavia, se un frammento del serbatoio O2 esploso 2 avesse perforato uno dei serbatoi adiacenti, probabilmente un'esplosione secondaria di uno di essi avrebbe propagato sia l'esplosione che l'accumulo di pressione. In tal caso, certamente, i veicoli avrebbero subito una separazione fatale o un danno fatale allo scudo termico.
Un frammento di scheggia ha fratturato l'impianto idraulico tra i serbatoi di ossigeno che ha permesso all'ossigeno di fuoriuscire dal serbatoio 1, causando la completa perdita di potenza nel modulo di comando, poiché senza ossigeno le celle a combustibile non potevano funzionare.
Alcuni potrebbero dire che avere il Modulo di servizio collegato al Modulo di comando non era importante: era comunque solo un peso morto. Tuttavia, altri problemi avrebbero potuto svilupparsi senza il Modulo di servizio allegato, secondo l'Apollo 13 Failure Report. Avere lo scudo termico esposto a basse temperature per un lungo periodo potrebbe averlo danneggiato e potrebbero sorgere problemi termici del modulo di comando interno se il modulo di servizio fosse rimosso troppo presto.
Inoltre, erano previsti problemi di controllo del volo se il modulo di comando non era collegato.
La perdita immediata del modulo di servizio avrebbe comportato la perdita immediata della potenza residua dalle celle a combustibile mentre l'equipaggio e il controllo della missione lottavano per comprendere il problema. Ciò avrebbe richiesto un consumo di energia molto maggiore su quelle batterie di emergenza nella misura in cui ci si chiede se la successiva "carica di mantenimento" dalle batterie del lander sarebbe stata sufficiente per rientrare.
Ovviamente, dal momento che il Modulo di servizio è stato espulso prima del rientro dell'equipaggio (e lo stesso SM in seguito è bruciato nell'atmosfera terrestre), nessuno poteva fare alcuna "analisi forense" o un'autopsia ingegneristica su quella parte del veicolo spaziale.
"Per me, è sorprendente che, uno, lo scudo termico non sia stato danneggiato dall'esplosione, e due, la connessione che potrebbe resistere a una pressione più elevata ha finito per esplodere, mentre la connessione più debole è rimasta unita", ha dichiarato Woodfill.
Ma quelli erano tra le molte cose che salvarono l'Apollo 13.
Avanti: Parte 9: quale serbatoio è stato danneggiato
Articoli precedenti della serie "13 cose che hanno salvato Apollo 13":
introduzione
Parte 3: il morbillo di Charlie Duke
Parte 4: utilizzo dell'LM per la propulsione
Parte 5: arresto inspiegabile del motore centrale di Saturno V.
Parte 7: The Apollo 1 Fire
Anche:
Altre domande del lettore su Apollo 13 con risposta di Jerry Woodfill (parte 2)
Final Round of Apollo 13 Domande a cui Jerry Woodfill risponde (parte 3)
