„(Nie)wesołe historie w drodze na Mira: doświadczenia i wnioski z misji Sojuz TM- 5, oraz Progress M-34”

(Nie)wesołe historie w drodze na Mira: doświadczenia i wnioski z misji Sojuz TM- 5, oraz Progress M-34”-

Artykuł był publikowany w numerze 4/2013 niewydawanego już  magazynu Astronautilus. Historia jest ciekawa więc szkoda żeby przeszła niezauważona. Tekst jest w wersji jaką przesłałem do redakcji.- Orland Krzyżanowski

Mir przelatujący nad Nową Zelandią.

Mir przelatujący nad Nową Zelandią.

         Dla młodszego pokolenia stacja kosmiczna Mir to już odległa przeszłość. Dla pokolenia dojrzalszego z kolei tkwi w świadomości, że „wisiała” nad nami kilkanaście lat. Lata dziewięćdziesiąte nie reprezentowały jeszcze pełni potencjału ery informacyjnej, w której żyjemy obecnie. Wycieczki filmowe w jakości HD po jej wnętrzu czy relacje online z przeprowadzanych spacerów kosmicznych były wtedy nie do pomyślenia zarówno dla ludzi jak i modemu, który popiskując wesoło zapewniał łącze o symbolicznej prędkości 56kbps. Doceniając zatem dzisiejsze możliwości dostępu do informacji i to, że możemy być uczestnikami (biernymi, ale zawsze) tego co się dzieje ponad naszą atmosferą praktycznie cały czas, warto żebyśmy pamiętali, że nie zawsze tak było. Jeszcze lepiej jeżeli uświadomimy sobie, że gdyby dzisiejsze możliwości techniczne w zakresie transmisji były dostępne w ostatniej dekadzie XX wieku to kilkakrotnie bylibyśmy światkami wydarzeń przypominających dobre kino fantastycznonaukowe połączone z dramatem, gdyż na szali zawsze ważyło się ludzkie życie… a najczęściej kilka żyć jednocześnie.

Awaryjny Mir, wybuchający Mir… prawie zabili Bruce’a Willisa!

Stacja Mir w kulturze masowej często występuje pod postacią memu, który pomimo wielu lat życia ciągle powiela się w wersji zwracającej uwagę na awaryjność i nie przyjazność zastosowanych rozwiązań (ciasnota, hałas, zapachy, awarie). Najgorszym możliwym przykładem powielania takiego obrazu był film „Armagedon” (1999r.), który więcej zrobił względem niej antyreklamy niż przyczynił się do spopularyzowania astronautycznego tematu. W ogólnym zarysie nie można całkowicie się nie zgodzić z tym, że Mir miał duże wady, jednak istnieje jeden dobry argument, który legitymizuje w pewien sposób incydenty do których dochodziło. Mir był pierwszą długoczasową i wielomodułową stacją kosmiczną zbudowaną przez człowieka (w dodatku tylko przez jedno państwo). Utrzymanie i ciągłe korzystanie z tego kompleksu od 1986 do 2001 roku musiało się wiązać z nową jakością problemów, gdyż wcześniej nie miały możliwości się pojawić. Spuścizną tych doświadczeń jest relatywnie spokojna i bezpieczna eksploatacja Międzynarodowej Stacji Kosmicznej po modyfikacji wielu procedur, których słabe strony wyszły na jaw na Mirze. Przez cały okres użytkowania ISS doszło do kilku drobnych awarii, które media pominęły niemal zupełnym milczeniem (uszkodzony panel słoneczny, radiator, awarie komputera, problemy z chłodzeniem)i . Najgłośniejszym echem w prasie niespecjalistycznej odbiła się ewakuacja załogi do statków Sojuz w 2011 roku, gdy zaistniało ryzyko kolizji z kosmicznymi śmieciami. Nagłówki artykułów pod postacią „O włos od kosmicznej katastrofy”ii podgrzewały atmosferę popularyzując niejako przy okazji astronautyczną tematykę.

Mir_from_STS-81

Stacja w pełnej krasie sfotografowana z wahadłowca misji STS-81. Widać dwa zadokowane statki rosyjskie Sojuz i Progress. Wahadłowiec dokował do widocznego pomarańczowego adaptera/portu cumowniczego po prawej stronie pierwotnie projektowanego dla rosyjskich wahadłowców Buran.

Na pierwszą stronę „Faktu”…gdyby tylko trochę poczekali

Gdyby era informatyczna rozpowszechniona była już w 1986 roku chwytliwe tytuły artykułów pisałyby się same oddając realnie stopień zagrożenia, oraz byłoby ich więcej niż dzisiaj. Incydenty, do których dochodziło w trakcie eksploatacji Mira obejmowały szerokie spektrum sytuacji, w których coś mogło pójść nie tak. Oprócz samego kompleksu należy wziąć pod uwagę również jego obsługę czyli loty pojazdów załogowych i zaopatrzeniowych. Potrafiły one zagrozić życiu kosmonautów gdy ci znajdowali się na ich pokładzie albo… na ich drodze. W tym ostatnim wypadku dając mrożący krew w żyłach przykład tego co oznacza pojęcie „na kursie kolizyjnym” dla pojazdów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej.

Jak pokazuje historia Sojuza TM-5iii o tragedię nie było trudno a zatrzymanie sekwencji odliczania komputera na kilka sekund przed eksplozją nie jest domeną sensacyjnych filmów amerykańskich.

Komputer jak HAL 9000

We wrześniu 1988 roku dochodziła do końca krótka siedmiodniowa misja oznaczona jako EP-3. Miała głównie charakter polityczny, gdyż była obliczona na propagandowe wysłanie pierwszego Afgańczyka w kosmos. W tamtym okresie trudna sytuacja w Afganistanie była zmartwieniem Rosjan, którzy prowadzili w tym kraju interwencję militarną od roku 1979. Na pokładzie Sojuza powracającego ze stacji Mir na Ziemię znalazło się dwóch kosmonautów. Doświadczony Rosjanin Władymir Lachow, oraz pilot wojskowy po skróconym szkoleniu w Gwiezdnym Miasteczku Abdul Ahad Mohmand. Nieplanowany bieg wydarzeń rozpoczął się przy opaleniu silnika, które miało zdeorbitować statek. Na wskutek wykrytej awarii przez komputer procedura odpalenia została zastopowana. Lachow zorientował się, że wszystko działa prawidłowo i nakazał komputerowi zignorowanie wykrytej awarii. Po drugim odpaleniu silnik pracował przez kilka chwil po czym znowu automatycznie się wyłączył. Kontrola naziemna w wyniku tego problemu postanowiła, że kosmonauci zostaną na orbicie oczekując przez 24 godziny, momentu aż statek ponownie znajdzie się nad swoim oknem do lądowania. Teoretycznie pozostawało im tylko czekać. Afgańczyk nie mając jednak wyrobionego nawyku do biernego „nic nie robienia” sprawdzał wskazania zegarów statku i zorientował się, że jeden z nich odlicza czas do wybuchu sworzni pirotechnicznych łączących ich kapsułę z modułem napędowym. Komputer chciał odstrzelić silnik, gdy statek znajdował się jeszcze na orbicie skazując w ten sposób obydwu mężczyzn na śmierć w małej kapsule krążącej po orbicie. Pomyłka była rezultatem pierwszej komendy do zignorowania nieprawidłowości jaką wydał Lachow. W takim przypadku komputer Argon-16 przeszedł do następnej procedury jaka miała się odbyć po odpaleniu deorbitacyjnym, czyli właśnie separacji kapsuły kosmicznej od modułu serwisowego. Od tragedii dzieliły tylko sekundy, gdyż sekwencja została wstrzymana w ostatniej chwili.

W środku modułu dowodzenia Sojuza. Do dyspozycji astronautów w czasie lotu jest większy- moduł orbitalny.

W środku modułu dowodzenia Sojuza. Do dyspozycji astronautów w czasie lotu jest większy- moduł orbitalny.

Konfiguracja statku w jakiej teraz odbywał się lot nie pozwalała awaryjnie wrócić na stację kosmiczną, ponieważ port cumowniczy został odstrzelony razem z modułem orbitalnym. Nie było fizycznej możliwości powtórnego zadokowania do kompleksu orbitalnego i na tym nie kończyły się niedogodności. Kosmonauci nie mogli opuścić niewygodnych siedzeń w kapsule i skorzystać z dodatkowej przestrzeni, oraz wyposażenia, którą moduł orbitalny zapewniał- w tym toalety. Po upływie doby kapsuła deorbitowała sprowadzając dwójkę ludzi szczęśliwie na Ziemię. Kosmonauci przeżyli a swoim doświadczeniem dali asumpt do zmodyfikowania pewnej dosyć ważnej rzeczy na przyszłość. Dotychczasowa procedura odstrzeliwująca moduł orbitalny przed odpaleniem spowalniającym statek była podyktowana faktem, że im mniejsza masa pojazdu tym mniej paliwa jest potrzebne do jego sprowadzenia na Ziemię. Sytuacja jaka przydarzyła się Sojuzowi TM-5 jasno jednak pokazała, że cena takiej oszczędności mogła okazać się zbyt wysoka. Na chwilę obecną statek schodzi z orbity w całości. Separacja wszystkich modułów odbywa się gdy pewne jest, że uwolniona kapsuła wejdzie w atmosferę.

Pierwotna sekwencja separacji modułów.

Pierwotna sekwencja separacji modułów.

Tniemy koszty, tniemy!

Próba wprowadzenia oszczędności była z kolei powodem innej poważnej sytuacji do której doszło w czerwcu 1997 roku. Tym razem dotyczyła ona bezzałogowego statku transportowego Progress M-34 i najniebezpieczniejszej kolizji kosmicznej w historii załogowej astronautyki. O ile na pokładzie transportowca z definicji nie było ludzi to stacja, na którą wpadł była obsadzona przez trzech kosmonautów. Dwóch Rosjan (Wasilij Tsibliew, Alekander Lazutkin) i Amerykanina (Michael Foale). Po tym wydarzeniu Mir nigdy nie odzyskał pełnej sprawności i jeden z jego modułów został odcięty i zapieczętowany już do końca życia całego kompleksu.

Kryzysy finansowe w których odnotowuje się spowolnienie gospodarcze mają to do siebie, że odbijają się na sektorze kosmicznym, który z reguły nie znajduje się na liście priorytetów państwa recesją dotkniętego. Taka sytuacja ma miejsce obecnie, gdy od kilku lat NASA walczy o swój budżet i nie wygrywa tego starcia z administracją prezydenta Obamyiv. Z podobną sytuacją mieli styczność w latach 90tych w Rosjanie, gdy zmagali się zapaścią ekonomiczną związaną upadkiem ZSRR. Załogowa eksploracja przestrzeni kosmicznej była chronicznie niedofinansowana. Współpraca Shuttle-Mir była tyleż osiągnięciem porozumienia na rzecz współpracy międzynarodowej (kwestia polityczna) co w znaczniejszym stopniu posunięciem ekonomicznym, które dawało stronie rosyjskiej perspektywy przypływu realnej gotówki od partnerów z zachodu. Oprócz zorganizowania dodatkowych wpływów finansowych z jednej strony starano się również ograniczyć wydatki tam, gdzie uważano to za możliwe. Czasami jednak posuwano się odrobinę za daleko.

W roku 1997 postanowiono przeprowadzić testowe dokowania do stacji używając ręcznego systemu dokującego TORU zamontowanego na statku transportowym Progress (stanowisko operatora mieściło się w bloku bazowym Mira-DOS). Genezą pomysłu był fakt, że podstawowy automatyczny system dokujący KURS był drogi i produkowany poza granicami Rosji w Ukrainie, która dyktowała warunki cenowev. Nie bez znaczenia jest fakt, że po spełnieniu swojej roli obydwa systemy ulegały zniszczeniu, gdy Progress spalał się w atmosferze (dzieje się tak i dzisiaj jednak nie ubiegajmy faktów). W wyniku powyższych przesłanek narodził się pomysł, żeby z systemu automatycznego dokowania zrezygnować i dokować ręcznie z użyciem wyłącznie TORU. Statek po zbliżeniu się na odpowiednią odległość zostałby zdalnie skierowany do właściwego węzła cumowniczego przez kosmonautów znajdujących się na stacji. Jak pokazała rzeczywistość pomysł wyglądał prosto tylko w teorii. W praktyce o włos uniknięto katastrofy… przynajmniej częściowo.

Stanowisko zdalnego sterowania TORU. Monitory jak widać nie dawały obrazu HD.

Stanowisko zdalnego sterowania TORU. Monitory jak widać nie dawały obrazu HD.

25 czerwca 1997 roku Wasilij Tsibliew i Aleksander Lazutkin rozpoczęli test wykorzystując statek Progress M-34vi, który był zadokowany do Mira. Na pokładzie stacji znajdował się jeszcze Amerykanin Michael Foale. Sam system TORU miał długą historię, która sięgała jeszcze stacji Salut. Ratował nie raz sytuację, gdy system automatyczny sprawiał problemy w czasie podejść do stacji Sojuzów jak i Progressów. Tym razem jednak procedura znacząco się różniła, gdyż sterowanie ręczne miało zostać podjęte, gdy statek oddalił się na odległość aż 8 km od stacji (symulując brak systemu KURS, który w zwykłym przypadku podprowadziłby statek automatycznie bliżej). Pierwsza podobna próba miała miejsce trzy miesiące wcześniej i zakończyła się niekontrolowanym przelotem 200 metrów obok stacji.

Automatyczne dokowanie statku Progress do Mira.

Automatyczne dokowanie statku Progress do Mira.

To nie epoka HD

Operator TORU miał problem z obrazem z monitora, który przekazywał obraz ze statku. Mówiąc krótko nic nie widział. NASA nie została poinformowana o tym co się wydarzyło mimo, że jej astronauta znajdował się na pokładzie (ten ostatni nie powiadomił z kolei agencji myśląc, że Rosjanie działali w porozumieniu z nią co było błędnym założeniem). Rozwiązanie problemu, który spowodował niepowodzenie pierwszej próby dziś byłoby nie do pomyślenia. Rosjanie doszli do wniosku, że problemem z działaniem monitora wynikał z nakładaniem się sygnałów radarowego i telewizyjnego. Zdecydowali się na proste rozwiązanie problemu. Podczas próby radar miał zostać wyłączony pozbawiając tym samym operatora wielu krytycznych informacji związanych choćby z odległością statku od stacji! Do dyspozycji pozostał tylko obraz telewizyjny (i nie była to jakość HD). Gdy Progress znalazł się w ustalonej odległości od stacji rozpoczęto manewr zbliżania. Operatorem TORU był Wasilij Tsibliew, który miał do dyspozycji monitor bez danych z wyłączonego radaru i dwa drążki sterowe (jeden odpowiedzialny za ruch, drugi za orientację statku). To musiało mu wystarczyć do sprowadzenia odległego o 8 km transportowca. Pomimo że tym razem sygnał TV był dobry pojawił się inny problem. Kamera Progressa widziała stację na tle Ziemi co uwzględniając fakt, że obraz wyświetlany był w odcieniach szarości powodowało, że była ona praktycznie niewidoczna dla operatora.

mirtotru

Obraz z kamery TORU przedstawiający feralny manewr.

7 tonowy RC

Okazało się, że ponownie statek znalazł się poza kontrolą osoby nim sterującej. Dwóch pozostałych kosmonautów zaczęło pośpiesznie szukać zbliżającej się 7 tonowej jednostki starając się wypatrzyć ją przez któreś z okien. Miano nadzieję, że za pomocą ręcznego laserowego dalmierza będą mogli podać Tsibliewowi dane o prędkości i odległości. Pierwszy dostrzegł go Aleksander Lazutkin. Jak się okazało Progress był bliżej niż się spodziewano i poruszał się o wiele za szybko. Na domiar złego, tym razem leciał prosto w stronę stacji. Jak wspomina astronauta Michael Foale w jednym z wywiadów telewizyjnych, Rosjanin zaraz po zorientowaniu się w sytuacji wydał mu polecenie natychmiastowej ewakuacji do Sojuza. Amerykanin był akurat przy węźle cumowniczym modułu bazowego do którego zadokowany był Sojuz, gdy stacja zadrżałavii. Rozpędzony pojazd uderzył w jeden z nowszych modułów Spektr (dołączony raptem dwa lata wcześniej). Transportowiec zniszczył panele słoneczne, oraz co groźniejsze wybił dziurę w tym module. Rozpoczęła się dekompresja. Zapadła decyzja odcięcia uszkodzonego modułu od reszty stacji zanim spadek ciśnienia pozbawiłby załogę przytomności. Tutaj napotkano na trudności. Przez włazy modułów przebiegały kable i przewody wentylacyjne.

Główny węzeł komunikacyjny mira. 6 przejść do dołączonych modułów i statków. Lekcją wyciągniętą z opisywanego doświadczenia- zero przewodów przechodzących przez otwarte włazy. Dzisiaj na ISS przejścia są wolne od wszelkich przeszkód które uniemożliwiłyby natychmiastowe zamknięcie włazów,

Główny węzeł komunikacyjny Mira. 6 przejść do dołączonych modułów i statków. Lekcją wyciągniętą z opisywanego doświadczenia- zero przewodów przechodzących przez otwarte włazy. Dzisiaj na ISS przejścia są wolne od wszelkich przeszkód które uniemożliwiłyby natychmiastowe zamknięcie włazów,

Okazało się, że ich szybkie awaryjne usunięcie było niemożliwe a co za tym idzie nie można było zamknąć włazu. Lazutkin był zmuszony użyć noża i porozcinać je. Pomimo tego małego sukcesu kosmonauci nie mogli domknąć włazu modułu Spektr. Uniemożliwiał to przepływ powietrza, które z całej stacji przepływało przez właz do uszkodzonego modułu, żeby wkrótce znaleźć ujście w otwartą przestrzeń kosmiczną przez wybity otwór. Szczęściem w nieszczęściu w węźle cumowniczym była pokrywa, która zamykała właz, gdy jeszcze nie było zadokowanego do niego modułu. Od tej strony udało się zapieczętować przejście i zatrzymać wyciek atmosfery. Pojęcie „sytuacja opanowana” byłoby jednak zbyt optymistyczne i nie oddawałoby powagi sytuacji w jakiej znaleźli się kosmonauci. Stan stacji był fatalny. W wyniku uderzenia zatrzymane zostały koła reakcyjne, które odpowiadały za orientacje jej w przestrzeni. Energia kolizji spowodowała niekontrolowany ruch wirowy co spowodowało brak prawidłowego ustawienia paneli słonecznych względem padającego światła. Większość systemów stacji przestała działać, gdyż przez brak prądu został wyłączony komputer. Zgasły światła, oraz przerwana została komunikacja z Ziemią. Stacja dryfowała bez żadnej kontroli przez pustkę kosmosu. Można wyobrazić sobie co czuli uwięzieni na niej ludzie, gdy bez zasilania weszła w cień Ziemi a na jej pokładzie panowała niezwykła cisza i ciemność. Bohaterem sytuacji miał się okazać zadokowany Sojuz.

Soyuz_acoplada_MIR

Za pomocą jego radia przywrócono kontakt z Ziemią. W trakcie dyskusji zdecydowano się też na użycie silników statku do zatrzymania niekontrolowanej rotacji stacji i takim jej ustawieniu, żeby przywrócić ładowanie baterii. Dopiero po dokonaniu tych czynności można było powiedzieć o minięciu kryzysu jakkolwiek stacja dalej była sprawna tylko częściowo. Naprawa modułu Spektr ograniczyła się do przywrócenia częściowego zasilania z jego paneli słonecznych przez załogę Sojuza TM-26, która wymieniła też prowizorycznie umieszczoną pokrywę na właz umożliwiający połączenie elektryki Spektra z zresztą stacji. Po tej naprawie rozhermetyzowany moduł Spektr pozostał zapieczętowany już do końca życia Mira. Z tej bezprecedensowej i największej kolizji w historii załogowej astronautyki wyciągnięto lekcje na przyszłość. Jak możemy obecnie zauważyć system KURS dalej jest obecny na Progressach i nie zdecydowano się na jego usunięcie. Przejścia między modułami ISS są „wyczyszczone” z kabli i przewodów, które mogłyby blokować ich natychmiastowe odcięcie w razie potrzeby. Przy okazji incydentu na wierzch wyszły też problemy w komunikacji pomiędzy USA i Rosją. NASA miała szczątkowe pojęcie na temat tego co planowali i wykonywali Rosjanie na stacji, na której znajdował się obywatel USA. Ten stan rzeczy też musiał ulec zmianie zwłaszcza, że datę kolizji a początek budowy ISS dzieliło tylko kilkanaście miesięcy.

Smaczek na koniec. Jeżeli lubicie robić zdjęcia…albo dorabiać na Allegro w module Zwiezda ISS znajdziecie sporo fajnego sprzętu fotograficznego. Jakkolwiek jak chce się robić takie foty jak poniżej…trzeba mieć czym.

24d Inside ISS

754494main_iss036e006175_full

Inside-ISS-Practice-set-up-for-Dragon

iiiWszyskie informacje na temat TM-5z artykułu Jamsa Olberga ( http://www.jamesoberg.com/soyuzsecret.html ) oraz http://www.russianspaceweb.com/mir_close_calls.html w akapicie Sojuz TM-5 landing. Pomiędzy obydwoma panami pojawiają się rozbieżności, których sam nie jestem w stanie zweryfikować więc pierwszeństwo daję Olbergowi ,który jest dla mnie większym autorytetem i miał informacje z pierwszej ręki poprzez rozmowy z samymi kosmonautami.

vhttp://en.wikipedia.org/wiki/Mir#Accidents oraz http://www.astronautix.com/flights/mireo23.htm „procedures which are replacing the automatic systems that Russia can no longer afford to buy from Ukraine. „ oraz Baker Philip „The story of manned space stations” str 113.

viWszystkie fakty z tego wydarzenia z Baker Philip „The story of manned space stations” str. 115 oraz wywiadu z Michaelem Foale https://www.youtube.com/watch?v=tM7fTLLmgbk

viiCiekawy wywiad z amerykańskim astronautą który wspomina to wydarzenie http://www.mathematica-journal.com/issue/v7i3/special/transcript/html/

Reklamy

Informacje Orland Krzyżanowski
Witam na blogu tematycznym poświęconemu historii załogowej astronautyki. Wpisy będą miały charakter artykułów z zachowaniem poprawności formalnej w postaci podania źródeł bądź przypisów w wypadku korzystania z czyjejś pracy. W polskojęzycznym internecie nie ma wielu stron traktujących wybrane zagadnienia szczegółowo a dotyczących mniej znanych zagadnień w postaci koncepcji i różnych studiów dotyczących eksploracji przestrzeni kosmicznej w przeszłości.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d blogerów lubi to: