Columbia-katasztrófa

STS–107
Repülésadatok
Ország	Amerikai Egyesült Államok
Űrrepülőgép	Columbia
NSSDC ID	2003-003A
A repülés paraméterei
Start	2003. január 16. 15:39:00 UTC
Starthely	Cape Canaveral LC39-A
Keringések száma	255
Leszállás
ideje	2003. február 1. 13:59:32 UTC
helye	Kennedy Űrközpont
Időtartam	15 nap 22 óra 20 perc 32 mp
Megtett távolság	10 600 000 km
Előző repülés Következő repülés STS–113 STS–114
A Wikimédia Commons tartalmaz Columbia-katasztrófa témájú médiaállományokat.

A Columbia-katasztrófa a Columbia űrrepülőgép 28. repülése (STS–107 jelű küldetés) során bekövetkezett végzetes baleset volt. Az űrrepülőgépnek a felszállás során megsérült a külső burkolata. A küldetés végén – emiatt a burkolati hiány miatt – a légkörbe belépő űrsikló belső szerkezeti elemeihez is eljutott a szélsőségesen magas hő, amely a földi légkörrel való érintkezés során keletkezett és az űrsikló a levegőben darabjaira hullott. A tragédiában hét űrhajós vesztette életét.

Személyzet

(zárójelben a repülések száma az STS–107 küldetéssel együtt)

• Richard Douglas Husband (2), parancsnok
• William Cameron McCool (1), pilóta
• Michael Phillip Anderson (2), kutatásfelelős
• David McDowell Brown (1), kutatásfelelős
• Kalpana Chawla (2), kutatásfelelős
• Laurel Blair Salton Clark (1), kutatásfelelős
• Ílán Rámón (1), kutatásfelelős

• 
  Richard Husband, parancsnok
• 
  Willie McCool, pilóta
• 
  Mike Anderson, küldetés specialista
• 
  David Brown, küldetés specialista
• 
  Kalpana Chawla, küldetés specialista
• 
  Laurel Clark, küldetés specialista
• 
  Ilan Ramon, rakomány felelős
• 
  Beszállás az űrrepülőgépbe a startot megelőzően

Előzmények

Challenger-katasztrófa

A Challenger-katasztrófa pillanata

A Columbia-katasztrófa 17 évvel a NASA másik nagy katasztrófája, a Challenger-katasztrófa után következett be és több ponton kapcsolódik az akkor történt eseményekhez. 1986. január 28-án a Challenger űrrepülőgép az STS–51–L expedícióra indult a világűrbe és a felszállás során, az emelkedés 73. másodpercében megsemmisült. A balesetet követő vizsgálat megállapította, hogy a baleset oka a jobb oldali gyorsítórakétába épített gumitőmités, az ún. O-gyűrű átégése volt. Az O-gyűrű meghibásodását az okozta, hogy a startra rendkívül hideg, fagypont alatti körülmények között került sor, amelyre az alkatrész rosszul reagált és átégett, szabad utat engedve a rakéta belsejében keletkező forró gázoknak, amelyek így átégették a külső tartályt is, amelytől az abban levő hajtóanyag és oxidálóanyag kiszabadult, elegyedett, majd begyulladt, az ebben a folyamatban fellépő légerők pedig darabokra törték az űrsiklót. A vizsgálat akkor azt is megállapította, hogy a meghibásodás nem egyszeri, véletlenszerű eset volt, hanem korábban is előfordult – igaz nem ilyen katasztrófális következményekkel – a NASA és a rakéta gyártójának a Norton-Thiokol vezetésének tudomása is volt az ebben rejlő veszélyről, ám végül nem tettek semmit és alulbecsülve a probléma jelentőségét, engedélyezték a startot. Ezek a megállapítások a NASA felelősségét is felvetették, annak kommunikációs, döntésozatali és szervezeti kultúra-beli hiányosságait kritizálva.

A Challenger balesetében elhunyt hét űrhajós, a parancsnok Dick Scobee, a pilóta Michael Schmitt, Judith Resnik, Ellison Onizuka, Ron McNair küldetés specialisták és Greg Jarvis, valamint Christa McAuliffe rakomány specialisták. A Space Shuttle-program akkor 32 hónapra leállt, hogy kijavítsák a feltárt hibákat és hiányosságokat és csak azt követően folytatódhattak az űrrepülések az űrrepülőgépekkel. A program ezután 14 évig haladt tovább, közel 90 repülést teljesítve, azonban ezen idő alatt a NASA folyamatai – az ajánlások és javításra tett intézkedések ellenére – részben visszarendeződtek a korábbi, káros gyakorlathoz, amelyben az egyébként potenciálisan veszélyes jelenségeket tévesen kevésbé rizikósnak értékelve engedélyezték a startokat, mivel a korábbi tapasztalatok azt mutatták, hogy a veszély ellenére nem történt baj (lényegében a szerencsére bízva a repüléseket). Később Diane Vaughan szociológus egy önálló viselkedésformaként, az ún. „eltérések normalizálódásaként” azonosította a jelenséget, amelyet elsőként a NASA-nál, később azonban az élet számos más területén is megfigyeltek.

Szigetelőhab leválások

A szigetelőhabból felépített áramvonalazó rámpa az űrrepülőgép külső tartály bekötési csomópontjánál

Hasonlóan a Challenger O-gyűrű problémájához, a végül a Columbia vesztét okozó szigetelőhab leválások is jóval korábban kezdődtek, intő jelként a NASA mérnökök számára. Az STS rendszer legnagyobb részegységét, a külső tartályt teljes egészében szigetelés védi kívülről, amely segít a cseppfolyós hidrogén és oxigén hőmérsékletének megtartásában. Ennek a szigetelésnek egy speciális darabja az ún. támasztóláb szigetelőhab rámpa, amely a szigetelés mellett aerodinamikai szerepet is betölt. Ez egy speciális megoldás volt a nagy külső hajtóanyag tartály bekötési csomópontjánál, ahol az űrrepülőgépet csatlakoztatták a tartályra. A csatlakozást két tartógerenda (láb) egyetlen bekötési csomópontba való rögzítése jelentette, amely felett egy ék alakú, nagyjából 1 méter hosszú, folyamatosan szélesedő, rámpaszerű kialakítású szigetelést applikáltak, amelynek eredeti funkciója az volt, hogy csökkentse a bekötési csomópontra ható aerodinamikai erőket (az úrrepülőgépnek két ilyen bekötési csomópontja volt – jobb oldali és bal oldali bekötés – és mindkettő kapott egy ilyen poliuretán habból felépített szigetelést, ahogy a folyékony oxigén tápláló vezeték csatlakozási pontjánál is kiépítettek egy ilyet). Később, éppen a baleseti vizsgálat hatására ezeket a szigetelőhabból épített védőszigeteléseket szükségtelennek ítélték és a későbbi repüléseken mellőzték őket.

Ezekkel a szigetelő rámpákkal kapcsolatban korábban is jegyeztek fel problémákat. Összesen hat esetben vált le részben, vagy egészben a helyéről ez az alkatrész: az STS–7-en 1986-ban, az STS–32-n 1990-ben, sz STS–50-en 1992-ben, az STS–52-n szintén 1992-ben, az STS–64-en 1994-ben és mindössze két repüléssel az STS–107 előtt, az STS–112-n 2002-ben. A jelenség olyan ismert volt a NASA előtt, hogy saját nevet is adtak neki: „szigetelőhab hullás” (foam shedding). Azonban a Challenger O-gyűrű problémájához hasonlóan a NASA menedzsmentje lassan „hozzászokott” ehhez a jelenséghez és mivel az előző hat alkalommal nem volt különösebb hatása, veszélytelennek minősítették és úgy is kezelték. A szakirodalom ezt a magatartást említi úgy, mint az eltérések normalizálódása, amely égül katasztrofális következményekkel jár.

Hogy a promléma kezelése azért megkezdődött jelzi, hogy az STS–112 esetén éppen a szigetelőhab hullás jelenségnek vizsgálatára egy kamerát erősítettek a külső tartályra, amelynek feladata éppen a jelenség megfigyelése volt. Annak a startnak a során egy nagyobb darab szigetelőhab vált le és hullott alá, akkor nem az űrsiklót, hanem a külső tank-oldalsó gyorsítórakéta bekötési pontot találva el, egy 10 centiméter széles és 7 centiméter mély bemélyedést okozva rajta. Az STS–112-t követően kiadott repülési jelentés megállapítása szerint: „az ET (External Tank - külső hajtóanyagtartály) biztonságos repülésre alkalmas, nem vet fel újabb aggodalmakat (és nincs további rizikó sem)”.

Hogy a fenti megállapítás mégsem volt teljesen egyértelmű jelzi, hogy Linda Ham, a Space Shuttle Mission Management Team (Repülés Vezetői Csoport) vezetője, aki Ron Dittermore-ral, a Shuttle-program vezetőjével együtt részt vett az STS–112 hableválását tárgyaló belső meetingen, amely kimondta, hogy a hableválás „nem a repülésbiztonságot érintő esemény”, ezt az érvelést „vacaknak” jellemezte, bár a felettesével, Dittermore-ral együtt soha nem kérdőjelezte meg.

Közvetlen előzmények

Az STS–107 indulása rendkívül hányatott sorsú volt, összesen 13 alkalommal szenvedett halasztást. Az expedíció eredetileg 2001. január 11-i indulással szerepelt a tervekben, amelyet a halasztások több mint két évvel toltak el. A halasztások legfőbb oka a más küldetések nagyobb prioritásában volt keresendő (a 107 jelölésű út így végül a 113 jelű után következhetett el), azonban volt három technikai jellegű halasztó probléma is:

1. A Triana műhold törlése és felcserélése a Freestarral: az eredetileg tervezett a Nap-Föld rendszer L1 Lagrange-pontjába pályára állítandó napobszervatórium szerepelt a Columbia által pályára bocsátandó eszközök között, ám a Bush kormányzat megvonta a pénzügyi támogatását, és ki kellett cserélni egy másik eszközzel (a Triana végül Deep Space Climate Observatory néven 2015-ben jutott a világűrbe). Ez a csere azonban időigényes volt.
2. A Columbia 1999-ben esett át egy nagyobb karbantartási műveleten, amely azonban hat hónappal tovább tartott a tervezettnél, és az azt követő repülések menetrendjében nagyobb átszervezést igényelt. Ebben az átszervezésben a Hubble űrtávcső szerviz küldetése élvezett prioritást, így a Columbia előbb az STS–109-et repülte le, majd csak ezután következhetett az STS–107
3. Egy hónappal a tervezett 2002. július 19-i indulás előtt az Atlantis űrsikló hajtóművében, az áramlásjavító rendszerben repedéseket fedeztek fel (az áramlásjavító gondoskodik róla, hogy a hajtóanyag áramlása során keletkező vibrációk és kavitációk kisimuljanak, amikor az anyag belép a turbószivattyúba, segítve az egyenletes égést). Ez a probléma négy hónapra a földre rendelte az egész űrsikló flottát. Ez gondokat okozott az ISS 5-ös és 6-os számú állandó legénységének váltásában, amely szintén megelőzte az STS–107-et a probléma megoldását és a repülések felújítását követően.

A repülés

A SpaceHab az űrsikló rakterében

Az STS–107 repüléssel hosszú idő után került sor egy önálló, tudományos célú repülésre, mivel az űrsikló ezt megelőzően szinte kizárólag a Nemzetközi Űrállomás építésében és személycseréiben volt részes, egyetlen kivételtől, a Hubble űrtávcső szerviz repülésétől eltekintve. A tervek egy 15 napos repülést irányoztak elő, amelyen rengeteg – szám szerint 57 – kísérletet kívántak elvégezni, változatos témakörökben és más űrügynökségek partnerségében. Ezek nagy része a csak az űrrepülőgéppel feljuttatható, kvázi űrállomás a SpaceHab fedélzetén ment végbe, amelyet a raktérben szintén magával vitt a Columbia. A terv szerint a SpaceHab a dupla mikrogravitációs laboratóriumban a legénység 12 órás váltásokban végezte az előírt programokat. Szolgálati idejük alatt több mint 80 kutatási, kísérleti feladatot végeztek, vagy a zárt folyamatokat ellenőrizték. Tanulmányozták a Földet és a világűrt, fejlett technológia fejlesztése érdekében anyagtudományi kísérleteket végeztek. Orvosbiológiai vizsgálatokat végeztek. Kereskedelmi megrendelésre gyógyszeralapanyagot készítettek. Különféle körülmények között vizsgálták a láng viselkedését. Izraeli megrendelésre Ilan Ramon több témában (a Föld légkörének vizsgálata, meteorológiai következtetések elősegítése) végzett méréseket.

A személyzet négy tagjának ez volt az első repülése, köztük Ílán Rámón volt az első izraeli polgár, aki eljutott a világűrbe.

A start

Az STS-107 startja

A számtalan halasztás után az STS–107 startjára 2003. január 16-át tűzték ki, amikor is helyi idő szerint 10:39:00-kor (15:39:00 UTC) a Columbia elstartolt Cape Canaveral 39A indítóállásáról. Az emelkedés rutinszerű, eseményektől mentes volt – legalábbis annak tűnt –, csak a később a felszállást rögzítő filmfelvételek egyikén tűnt fel, hogy az emelkedés 81,7 másodpercében apró rendellenesség történt. A külső tartály és az űrrepülőgép bal oldali bekötési csomópontja mellől egy kb. aktatáska méretű szigetelőhab darab levált, majd aláhullva a Columbia bal szárnyának belépőéléhez ütközött. A belépőélen az űrrepülőgép hővédő burkolatának legérzékenyebb elemei, az ún megerősített szén-szén panelek sorakoztak, így ezek egyikének ütközött a szigetelőhab darab. A Columbia ekkor 20 kilométer magasan járt és kb. 3013,61 km/h sebességgel haladt. A lehulló habdarab a későbbi elemzések alapján 540-860 km/h közötti sebességgel ütközött a szárnynak.

A szinte érzékelhetetlen incidenst követően a Columbia rendben a tervezett pályára áll. Az űrhajó pályája 270x285 km-es közel körpálya volt, amelyen 90,1 perc alatt tett meg egy Föld körüli fordulatot, pályahajlása pedig 39° volt.

A repülés alatti kockázatkezelés

A startról készült fotókat rutinszerűen a felszállás után nem sokkal kiértékelték és a Marshall Űrközpont egyik mérnöke figyelmeztette a Kennedy fénykép kiértékelő csoportját, hogy észrevette, hogy az egyik felvételen rendellenességet érzékelt: egy szigetelőhabdarab vált le a külső tartályról és eltalálhatta a szárnyat. Másnap egy alacsony felbontású videó felvétel került a kiértékelők elé, amelyet a Cocoa Beachről, 42 kilométeres távolságból készített a Légierő egyik követő kamerája. A felvételen egy nagyobb szigetelőhab leválása volt látható, igaz nagyon gyenge felbontásban. Ezzel párhuzamosan beérkezett ugyanabból a kamera felállítási helyről egy 35 mm-es filmre rögzített felvétel, amelyet éppen előhívtak, de a kamera nem fókuszált tökéletesen, a felvétel használhatatlan volt. Végül beérkezett a Cape Canaveral leszállópályáján, az indítóállástól 27 kilométerre felállított, nagy felbontású filmfelvevő képsorozata is, amelyen egyértelműen kivehető volt, ahogy egy habdarab leválik a külső tartályról és eltalálja a Columbia bal szárnyát, valahol a belépőél környékén és a becsapódás után apró darabokra robbanva egy felhőt alkot.

A Kennedy-n dolgozó képelemzőket megdöbbentette a becsapódás: „Eleddig ez volt a legnagyobb törmelékdarab, amit valaha leválni láttunk az űrjárműről és a legnagyobb törmelékdarab, ami eltalálta az űrsiklót”. A csoport egyik mérnöke azonnal telefonon értesítette a Space Shuttle program egyik vezetőjét Wayne Hale-t, „egy komoly becsapódást észleltünk az űrjárművön...részletek nemsokára”. A megoldást az jelentette, hogy a rendelkezésre álló, rosszabb minőségű és/vagy felbontású felvételek helyett a NASA jobb felvételekkel kellett rendelkezzen a becsapódás feltételezett helyéről.

A NASA vezetői azonban a Challenger-katasztrófához hasonló veszélyhelyzetben – ahogy a CAIB későbbi jelentése összegzi – rosszul reagáltak, nem ismerték fel a mérnökök által felvetett probléma veszélyeit és elmulasztották a mérnökök által felvetett megoldási javaslatok kivitelezését. Ezen megoldási lehetőségeket – szám szerint hármat – a CAIB jelentése „elszalasztott lehetőségként” mutatja be:

1. kérjék meg a legénységet, hogy vizuálisan vizsgálja meg a balszárnyat (pl. a raktérben elhelyezett ablakon keresztül, vagy optimálisabban egy be nem tervezett űrsétával) és jelentsék, hogy látnak-e valamilyen rendellenességet. Az ebben a témában összeült meeting megállapította, hogy a lehulló szigetelésdarab hasonló méretű volt, mint az STS–112 esetében, amikor is nem okozott különösebb problémát. Bár Linda Ham úgy értékelte a helyzetet, hogy „az érvelés vacak volt, akkor és most is”, mégis úgy ítélték meg, hogy nincs szükség beavatkozásra. Tették ezt annak érdekében (is), hogy a soron következő STS–114 egy hónappal később esedékes startja ne szenvedjen halasztást a kivizsgálás miatti kényszerű leállás miatt.
2. kérjék meg David Brown és Mike Anderson űrhajósokat, hogy az első nap során készült felvételekből többet küldjenek le az irányítás számára. Brown az első repülési napon egy videókamrával, Anderson pedig egy fényképezőgéppel filmezte, illetve fotózta a külső tartály leválását, amelyekről le is küldtek a hajónapló 1. repülési nap bejegyzése számára felvételeket, ám azokon a kérdéses terület nem volt látható (a felvételek akkor készültek, amikor a bekötési csomópont már kifordult a látómezőből). A mérnökök feltételezték, hogy fenn az űrhajósok rendelkezésére állnak még más felvételek is, amelyeket nem töltöttek le az adatfolyamban és amelyek ábrázolhatják a kérdéses területet. Egy a hővédő borítás szakértője, Calvin Schomburg véleményére, miszerint „a becsapódás nem jelenthetett problémát a hővédő csempézésre”, valamint Paul E. Schack, a Shuttle Mérnöki Iroda vezetője véleményére („a hab lehullása sohasem volt repülésbiztonsági kérdés”) alapozva, ennek a kérésnek a teljesítése is elmaradt.
3. kérjék meg a Hadügyminisztériumot, hogy külső eszközökkel készítsen megfelelő felbontású felvételeket az űrsiklóról, amelyekből megítélhetik az esetleges sérüléseket. A mérnökök javaslatára alacsonyabb szinteken meg is kezdődött egy egyeztetés a Védelmi Minisztériummal, hogy az az egyébként valóban rendelkezésére álló eszközeivel (kémműholdak nagy felbontású fényképezőgépeivel, vagy ugyanilyen földi telepítésű kamerákkal) készítsen fotókat a Columbiáról, felmérendő a feltételezett károsodásokat. Az egyeztetés során elhangzott, hogy a kérés pusztán a (nyilvánvaló) képességre vonatkozó információgyűjtés, és semmilyen cselekvést nem kér a NASA. A kérést még másik két hasonló, puhatolózó jellegű üzenetváltás követte – a Hadügyminisztérium illetékesei el is kezdték a felkészülést az esetleges cselekvésre –, ám végül a NASA felsőbb vezetése megszakította azt a folyamatot és kimondta, hogy nem kérnek külső segítséget. Az indok az volt, hogy a vezetés a NASA „házon belüli” ügyének minősítette a Columbia esetleges problémáját és nem akartak bevonni külső szereplőt.

A NASA menedzsmentje nem önkényesen, vagy hanyagságból döntött rosszul, voltak ugyanis megfontolásai, amelyekről később bebizonyosodott, hogy inkább emocionális, mintsem racionális alapokon állnak. Így például mindenki szilárdan hitt a hővédő téglák, különösképpen a szárny belépőélén alkalmazott megerősített szén-szén (reinforced carbon-carbon – RCC) elemek ellenállóságában. Charles Bolden űrhajós, a NASA későbbi főigazgatója mondta erről a következőket:

„...sohasem beszéltünk az RCC-ről, mivel mind azt hittük, hogy az áttörhetetlen. Tizennégy évet töltöttem el repülésekkel az űrprogramban, azt gondolván, hogy ezek jó erősek a maguk 10-15 centis vastagságával a gépek belépőélén. És amikor a Columbia után megtudtam, hogy alig pár milliméteresek és még olyan erősek sincsenek, mint a Corvette-men az üvegszál erősítésű műanyag panelek, na az kinyitotta a szememet...de azt hiszem, hogy egyikünk számára, és itt a legjobb elmékről beszélek, akiket valaha ismertem a NASA-n belül és kívül, sohasem gondoltam, hogy ez hibát okozhat.”

A másik ok talán még kevésbé műszaki gyökerekkel rendelkezett, ami a NASA vezetőinek kezét vezette a döntéshozatalnál. A kockázatkezelési folyamatokra nagyon nagy hatással volt a vezetők azon vélekedése, hogy úgysem tehetnének semmit, ha valamilyen sérülést fedeznének fel. Az akkori vélekedést Jon C. Harpold, üzemeltetési igazgató fogalmazta meg:

„...nincs semmi, amit tehetnénk a {hővédő csempék] sérülésével. Ha esetleg megsérülnének, sokkal jobb, ha nem is tudunk róla. Szerintem a legénység is inkább szívesebben nem tudna róla. Nem gondolod, hogy nekik si jobb lenne, ha egy boldog, sikeres repülés után inkább tök váratlanul meghalnak a visszatérés során, mintsem fennmaradni az űrben, miközben nem tudsz csinálni semmit, csak várni, míg elfogy a levegő...”

A vezetés a probléma felmerülésekor nekilátott, hogy felállítson egyfajta mi van ha forgatókönyvet, ám ennek folyamata félrement és az eredmény sokkal inkább választ adott rá, hogy egy teoretikus, jövőbeni problémánl mi lenne a teendő, mintsem, hogy az aktuális, folyamatban levő vészhelyzetben mit tegyenek.

A fentebb leírt – elmulasztott – közvetlen fotóbizonyítékok helyett a NASA egy közvetett bizonyítási módszert választott: komputer szimulációval keresi meg a lehetséges sérülés mértékét és a beavatkozás lehetőségeit. Az erre használt eszköz a Crater nevű program volt, amelyet később NASA vezetők úgy jellemeztek, hogy nem igazán szoftver, inkább a korábbi repülési eseményekből és hatásaikból összeállított adatbáziskezelő, matematikai modell. A Crater komoly károsodást jelentő, több hővédő téglát érintő hatást mutatott, amennyiben az a téglák területét érinti. A NASA vezetők azonban elvetették ezt a predikciót, mondván, hogy a modell kis méretű becsapódó test (pl. jégdarab) esetét szemlélteti, amely nem hasonlít, a nagy méretű, de kis sűrűségű habhoz és nem az RCC panelekre vonatkozik hanem a téglákra. Az RCC panelekre csak cigarettacsikk méretű jégdarabok becsapódására volt kidolgozott szcenárió a Craterben (mivel csak a jégdarabok becsapódását tartották lehetségesnek), igaz ezek közül a becsapódási lehetőségek között is akadt olyan, amely átszakította volna az RCC panelt. A mérnökök azonban ezt is elvetették, a hab kisebb sűrűségére hivatkozva. Ennek alapján a vezetés elfogadta azt az érvelést, amely elvetette minden komolyabb, töréssel, lyukadással járó eseményt és csak a felületi sérülés eshetőségét hagyta meg, mint ilyet veszélytelennek ítélve meg a szigetelőhab becsapódást.

Legvégül Steve Stich, a repülégirányítás vezetője küldött egy üzenetet 2003. január 23-án, informálva Rick Husband parancsnokot és William McCool másodpilótát a következő szöveggel:

„A felszállás során, hozzávetőleg a 80. másodpercben a fotóanalízis szerint az orbiter bekötési csomópontja környékéről némi törmelék szakadt le és ezt követően becsapódott az orbiter bal szárnyába, a törzs-szárny átmenet környékén, ahol aztán egy nagyobb részecskeesőt produkált. A becsapódás teljesen a szárny alsó felületén látszott végbemenni és nem voltak szemcsék láthatóak a szárny felső felületén. Szakértők vizsgálták a fényképfelvételeket és nem találtak aggodalomra okot adó okot az RCC elemekkel, vagy a hóvédő téglákkal kapcsolatban. Ezt a jelenséget láttuk már korábbi repülések alkalmával is és abszolút semmilyen aggodalmat nem látunk a visszatérés során.”

Föld körüli keringés

Az STS–107 űrhajósai számára meglehetősen zsúfolt tudományos programot állítottak össze, a nap mind a 24 órájában dolgoztak – váltásokban – a legénység tagjai. A munka színtere főleg a SpaceHab modul volt, de más kísérleteket is végeztek a fedélzeten.

A Spacehab kilenc kereskedelmi célú rakományt vitt magával, amelynek keretében 21 kísérletet végeztek el. Emellett utazott az Európai Űrügynökség négy rakománya, 14 kísérlettel, illetve a NASA 19 rakománya, amelyből egyet a Nemzetközi Űrállomás kockázatenyhítési programjához használtak, 18-at (23 kísérlettel) pedig a NASA Office of Biological and Physical Research (Biológiai és Fizikai Kutatások Irodája) megbízásából juttattak fel.

A fizikai kutatások szekcióban három tanulmány készült egy nagy, robosztus kamrában végzett kísérletek felhasználásával, amely az égés folyamatát, illetve annak kioltását kutatta mikrogravitációban. Egy másik kísérlet során különböző szemcsés anyagok viselkedését vizsgálták szintén a gravitáció jelenléte nélkül, amelyek az építőipari tevékenységhez nyújtottak információt, hogyan használhatók hatékonyabban anyagok olyan helyeken való építmények alapozásához, ahol a földrengések, vagy földcsuszamlások gyakoriak. További kísérletek zajlottak a zeolit kristályok kialakulásának felmérésére, illetve arra vonatkozólag, hogy milyen kémiai reakciók tudják gyorsítani ezeket a folyamatokat.

A biológiai kísérletek között két OBPR (Office of Biological and Phísical Research) sejttenyésztési kísérlet zajlott, szintén a súlytalanság körülményei között, amelyben különböző sejtkultúrákat növesztettek, hogy kutassák miként nyerhető megnövelt genetikai karakterisztikájú sejtállomány - az egyikben a prosztatarák elleni védekezés, a másikban pedig a terméshozam növelése volt a fő célterület –. Egy másik kísérlet volt olyan protein kristályok növesztése, amelyek tisztábban előállíthatóak, mint a Földön és általuk hatékonyabb gyógyszerek állíthatóak elő, kevesebb mellékhatás mellett. További kereskedelmi célú kísérletek is zajlottak a protein kristályokkal, amelyek rák elleni terápiákat kutattak. Egy másik kísérletcsoport szintén rák elleni szerek fejlesztésével foglalkozott, hogy hogyan zárható hatékonyabban valamilyen tokba a gyógyszer úgy, hogy az növelje a hatóanyag hatékonyságát.

Olyan biológiai kísérletek is zajlottak, amelyek inkább voltak megfigyelés jellegűek és az árrepülés szervezetre gyakorolt hatását vizsgálták. Ilyenek voltak a keringési rendszer és az izomrendszer változásait megfigyelő kísérletek. Az Európai Űrügynökségnek végzett kísérletek között volt egy szintén az űrhajósok egészségügyi paramétereit vizsgáló megfigyeléssorozat, amely szintén az űrrepülés emberi szervezetre gyakorolt hatásait vizsgálta. Ennek keretében az ESA hétféle megfigyelést végzett, keringési, csontformálódási, immunrendszer működési és bakteriális témakörökben.

További partneri megállapodások alapján is történtek kísérletek:

• A Kanadai Űrügynökség három csontnövesztési kísérletben és az ESA kísérleteiben is részes volt
• A Német Űrügynökség számára halak gravitáció érzékelésének megfigyelését végezték súlytalanságban
• Egyetemi megbízásból is végeztek ultra tiszta protein kristály növesztést, gyógyszer fejlesztési célzattal
• A US Air Force (Egyesült Állmaok Légiereje) kommunikációs kísérleteket végeztetett

Az STS–107-tel jutott fel a FREESTAR kísérlet is, amely egy korábban tervezett, de elhalasztott műhold helyett utazott. A FREESTAR a xenon-2 gáziizotóp kritikus viszkozitását kutatta. További kísérleti eszközök voltak az izraeli Mediterranean Israeli Dust Experiment (MEIDEX), a Space Experiment Module (SEM–14), a Solar Constant Experiment (SOLCON–3), Shuttle Ozone Limb Sounding Experiment (SOLSE–2) és a Shuttle ionospheric Modification with Pulsed Local Exhaus Experiment (SIMPLEX), vagy a Ram Burn (RAMBO)

A kísérletek sikerrel végbementek, ám a leszállás során bekövetkezett katasztrófa következtében a kísérleti anyagok mind odavesztek.

Katasztrófa

Radarfelvétel a Columbia darabjainak szétszóródásáról

A Columbia végzetes leszállása

A következőkben a leszállás eseményei olvashatóak, kiegészítve a művelet során elhangzottak rádióforgalmazásaival. Az egyes események időpontjai másodperc pontossággal vannak megadva. A megjegyzések a párbeszédek és az események megértését hivatottak elősegíteni.

Rövidítések magyarázata:

• CDR: Commander (Parancsnok) – Rick Husband
• PLT: Pilot (Pilóta) – William McCool
• MS1: Mission Specialist 1 (Küldetés Specialista) – Laurel Clark
• MS2: Mission Specialist 2 (Küldetés specialista) – Kalpana Chawla
• FLIGHT: Flight Director (Repülési igazgató) – Leroy Cain – A Repülésirányító csapat vezetője
• GPO: Guidance and Procedures Officer – Az irányításon belül a repülőgép mozgásáért, irányváltoztatásaiért, az egyes repülési műveletek elvégzéséért felelős irányító
• GMC: Guidance, Navigation and Control Sístem Enginer – az űrhajó irányító, navigációs rendszereiért és műszereinek működéséért felelő mérnök
• MMACS: Mechanical, Maintenace, Arms and Crew Systems - Az irányítás műszaki, karbantartási és legénységi rendszerekért felelős tagja
• EECOM: Electronical, Environmental and Consumables Manager – Az elektronikus, létfenntartó rendszerekért és a készletekért (hajtóanyag, oxigén, víz, élelem, stb.) felelős irányító
• GC: Ground Controller (Földi Irányító) – Az irányítóközpont és az űrrepülőgép közötti adatkapcsolatot biztosító eszközök működéséért felelős személy.
• FDO: Flight Dinamics Officer (Repülés Dinamikai Felelős) – A FIDO felel az űrrepülőgép repülési útvonaláért a légkörben és a Föld körüli pályán is
• CapCom: Capsule Communicator (Kapszula (=űrhajó) Kapcsolattartó) – A földi személyzet azon tagja, aki a legénységgel tartja a rádiókapcsolatot

A Columbia néhány óra híján 16 napnyi repülést és 255 Föld körüli keringést követően kezdte meg a leszállását a Cape Canaveral-en levő leszállópályára, amelyet a tervek szerint helyi idő szerint 9:16-kor (14:16 UTC) ért volna el (az események időpontjai innentől kezdve a cape canaveral-i, keleti parti időzóna szerint kerülnek feltüntetésre).

• 02:30 (2003. február 1.): A leszállás irányító csapat szolgálatba lép

A leszállás legelső mozzanata, a váltásokban dolgozó irányítóközpontban átveszi az a váltás a szolgálatot, aki a leszállás végéig irányítja az űrrepülőgépet. Az irányítóknak nem adott ki a NASA semmiféle feladatot, így azok nem is dolgoztak semmilyen olyan problémán, amely az űrrepülőgép esetleges sérülésével lett volna kapcsolatban, különösképpen nem volt terítéken a felszálláskori szigetelőhab által esetleg okozott probléma. Az irányítók a normál leszállási procedúra szerint, ellenörzőlista alapján végezték a munkájukat. Az időjárás előrejelző csoport felmérték a meteorológiai kondíciókat és a Kennedy Űrrepülőtér leszállópályáját alkalmasnak minősítették a leszállásra.

• 08:00 Leroy Cain, az irányítócsapat vezető irányítója felteszi a go-no go (mehet-nem mehet) kérdést az irányítóknak a leszállásra vonatkozóan

A tényleges leszállási procedúra az irányítás leszállási engedélyével kezdődik, amelyhez a repülésirányítás vezetője formálisan is meggyőződik annak biztonságos voltáról, kivitelezhetőségéről, csak ezután közlik a legénységgel, hogy megkezdhetik a leszállást. A konkrét esetben minden időjárási tényező a szabályoknak megfelelelően a felállított limitek alatti értéket mutatott és minden rendszer rendben működött.

• 8:10 Charles O' Hobaugh CapCom közi a parancsnokkal, hogy a Columbia megkezdheti a leszállási folyamatot
• 8:15:30 (EI [Entry Interface – Légkörbelépési Pont] - 1719 [másodperc]): Deorbit Burn (Fékező gyújtás légkörbe lépéshez)

Az űrhajósok elvégzik az űrhajót a Föld körüli keringésből kiszakító és a leszálláshoz, a légkörbe lépéshez szükséges fékező manővert az űrrepülőgép Orbital Maeuvering System rendszerével (Orbitális Kormányrendszer). Ekkor az űrrepülőgép menetiránynak hátrafelé, illetve a felszínhez képest fejjel lefelé repült az Indiai-óceán felett 282 km magasan és 28200 km/h sebességgel. A fékező gyújtás 2 perc 38 másodpercig tartott, amellyel kezdetét vette a leszállás. A gyújtás rendben végbe ment és a legénység érzékelni kezdte újra a nehézségi erőt, majd Husband parancsnok megfordította az űrhajót orral előre pozícióba, az orrot kissé megemelve.

• 8:43:42 CDR: épp elérjük az EI-t
• 8:44:09 (EI+000) Entry interface (Légkörbelépési pont)

A légkörbelépési pont egy önkényesen meghatározott pont, amelyet 120 km magasan húztak meg a szakemberek és ahol már észrevehető a légkör felső foszlányainak jelenléte, hatása. A Columbia a Csendes-óceán felett érte el ezt a pontot. Ettől a ponttól kezdve elkezdődött a Columbia szárnyának belépőélén a hőmérséklet emelkedése egészen 1370 C°-ig, amelyet kb. hat perc alatt ért el (a hőmérséklet emelkedéséért a közhidelemmel ellentétben nem a súrlódás volt a fő felelős, annak hatása csak mintegy 10%-ot tett ki, hanem a repülőeszköz szárnyai által összenyomott levegő hevülése okozta 90%-ban).

• 8:44:51 CDR: kommunikáció ellenőrzés az intercomon, Hajtások le az ellenzőket

PLT: PLT

MS1: PS1 (aztán nevetve korrigálva saját magát), MS1

MS2: még nincs rajtam a kesztyű, MS2

MS2: és akkor hagyjuk lenn az ellenzőt?

CDR: ó nem, csak azt akartam, hogy ellenőrizzétek az űrruhákat

A Challenger-katasztrófa óta az űrhajósok űrruhába öltözve hajtották végre a veszélyes manővereket, mint a felszállás és leszállás. A parancsnok ezért egy ellenőrzést rendelt el, hogy mindenki állítsa a sisakja ellenzőjét zárt állapotba és próbálják ki, hogy úgy is működik-e köztük a kommunikáció.

• 8:45:58 PLT: Ez aztán jól néz ki. Ilan, ez aztán klassz, az orrnál fényes narancssárga fény látszik, teljesen körülöleli az orrot

A legénység filmezte a leszállást és a pilóta jelezte a többieknek, hogy a légkörbelépés kézzelfoghatóvá vált azzal, hogy megjelent az űrhajó körül a plazma.

• 8:48:39 OEX Data: A problémák első – igaz nagyon gyenge – jelzése, egy szenzor érzékelte, hogy a szárny belépőélének főtartója kissé nagyobb feszítőerőt szenvedet el, mint azt rögzítették a Columbia korábbi repülésein.

Az értéket az űrrepülőgép Modular Auxiliary Data System (Modulrendszerű Kisegítő Adatrendszer) nevű érzékelőrendszere rögzítette, amely hasonló a normál repülési adatrögzítőhöz (repülőgépeken fekete dobozként él a köznyelvben) és nem küldött adatokat sem az irányításnak, sem a legénység kijelzőire, csak passzív rögzítőként üzemelt.

• 8:48:59 OEX Data: egy hőmérséklet érzékelő a bal szárny belépőélének 9-es számú panelje mögött a megszokottól eltérő értéket kezd mutatni

Az első, hőmérsékletre vonatkozó abnormális értéket szintén a MADS érzékelte passzív módon és nem került kijelzésre.

• 8:49:38 GPO: CLG (closed loop guidance – zárt körös kormányzás) indít

Az űrrepülőgépek nem egyenes vonalban szállnak le, hanem hatalmas S-alakokat repülnek, ezzel is segítve a fékezést és közben a hőterhelés is jobban eloszlik a hővédő rendszeren. Az irányítás ezért felelős irányítója ekkor adta ki az első ilyen S-manőver indítására a parancsot.

• 8:49:53 OEX Data: egy újabb hőmérséklet szenzor mutat a bal oldalon szokatlan értéket.
• 8:50:30 hőmérséklet emelkedés jelzés

A Columbia törzsén először érzékelhető a hőmérséklet emelkedése, ám ez normális értéke mutat, eltérően a bal oldalon található szenzoroktól.

• 8:51:14 OEX Data: egy újabb, immár a bal szárny belsejében (nagyjából egy vonalban a 9-es RCC panellel) lévő hőmérséklet érzékelő kezd szokatlan értéket mutatni
• 8:52:19 OEX Data: egy, a bal szárnyban a 9-es RCC panel mögött elhelyezkedő hőmérséklet érzékelő magas hőmérséklet jelzése után elhallgat. Valószínűleg a hozzá vezető vezeték átégett, ezért szűnt meg működni

Ezekben a percekben számos másik szenzor kezd a normálistól eltérő jelzést küldni, vagy beszüntetni a működést, mind az árrepülőgép bal szárnyában.

• 8:53:01 Az első jel arra vonatkozólag, hogy az árhajó mozgásában rendellenesség támadt, a űrhajó enyhén forgásba kezd a hossztengelye mentén

A szárnyon támadt sérülés miatt valószínűleg megváltozott a légáramlás a bal szárny felett, amely aerodinamikailag asszimetrikussá tette a repülő testét, amelyre az spontán irányváltoztatással reagált. A RCS !Reactive Control System – reaktív kormányrendszer) automatikusan kiegyenlítette a forgást.

• 8:53:26 A Columbia átlépi Kalifornia partvonalát
• 8:53:44 Az első leváló törmelékdarab észlelése

A szárny sérülésénél elkezdett megbomlani a szárny integritása és törmelékdarabok kezdtek lehullani az árhajóról, amelyek fényesen izzó, az árhajó testétől elváló darabokként voltak megfigyelhetőek. A megfigyelés különböző földi megfigyelőktől származik. a következő nagyjából öt percben összesen 17 megfigyelést rögzítettek a kivizsgálás során, amikor valami levált a Columbiáról.

• 8:56:12 GNC: Irányítás, itt a kormányzás. Elhúzást érzékelünk, jó korrekcióval

Az irányítás űrhajó mozgásáért felelős irányítója először érzékeli a rendellenességet, hogy az űrsikló az egyik irányba elhúz, bár ezt a rendszer még tolerálható mértékűnek tartja és korrigálja

• 8:56:45 Az űrhajó átlépi Arizona-Új-Mexikó határvonalat.
• 8:57:19 A szárnyba behajtott baloldali főfutó guminyomás érzékelői csökkenést mutatnak
• 8:57:28 Egy a balszárny alján levő hőmérséklet érzékelő felmondja a szolgálatot

Ezek után több, a bal oldalon elhelyezkedő érzékelő mutat olyan alacsony értéket, amely már nem azt jelzi, hogy túl alacsonyra süllyedt a hőmérséklet a mérési ponton, hanem hogy az érzékelő felmondta a szolgáaltot.

• 8:57:59 FlIGHT: ...és amikor azt mondod, hogy mindet elvesztetted, az azt jelenti, hogy mind zérót mutat

MMACS: Mindegyikük működésen kívült mutat

FLIGHT: Működésen kívül

MMACS: És az összes lépcsőzetesen némult el. Ahogy mondom, pár másodpercen belül mind

Az irányítás műszaki, karbantartási és legénységi rendszerekért felelős irányítója jelentette a repülésirányítás vezetőjének a sorozatos szenzorhibákat, amelyek így egymás után komolyabb meghibásodásra utalnak.

• 8:58:20 A Columbia belép Texas fölé
• 8:59:18 MMACS: Elvesztettük a nyomást a bal belső és a bal külső főfutóban, azaz mindkét gumiban

MMACS: Irányítás

FLIGHT: Mondjad

MMACS: Éppen most vesztettük el a nyomást a bal főfutóban

Az irányítás vezetője ismét hírt kap az űrhajó műszaki állapotáról: normál helyzetben a szárnyba behúzott főfutó guminyomásával nem történhet semmi, azonban a műszerek a nyomás eltűnését jelzik.

• 8:59:30-8:30:31 Az elhúzás olyan mértéket ölt, hogy a reaktív kormányrendszernek és az aerodinamikai kormányfelületeknek (elevonok) egyszerre kell korrigálniuk a rendellenes mozgást.

Az űrhajó, a szárnyon levő – a lehulló törmelékek hatására egyre növekvő méretű – lyuk miatt aerodinamikailag egyre asszimetrikusabbá vált és egyre növekedett az elhúzás az egyenes repülés irányától. Ezt a rendszerek automatikusan még mindig ellensúlyozni próbálták, de egyre nagyobb volt az ehhez szükséges beavatkozás mértéke

• 8:59:32 CDR: Vettem, ööö, b..(az adás váratlanul megszakadt)

Az utolsó rádióüzenet, amelyet a Columbiáról vettek, Husband parancsnok kívánt közölni valamit. Az angol üzenet eredetije: „Roger, uh, buh...”. A fonetikusan értelmezett szöveg szerint a megszakadt adás vagy before, vagy both értelmű, utóbbi arra utalhatott, hogy a parancsnok nyugtázta, hogy both, azaz mindkét főfutó nyomása megszűnt.

• 8:59:36 Dőlési hiba

Egészen addig a pontig az elhúzást, amely az űrrepülőgép balra dőlésében öltött testet, a repülés irányító rendszer képes volt kontroll alatt tartani, ám ebben a pillanatban az átlépte a tolerálható mértéket és a robotpilóta elkezdte megengedni a további dőlést.

• 8:59:37 Utolsó jelzés a csűrőkormányokról. Adatvesztés

A Columbiáról érkező telemetriai adatok 25 másodpercre megszakadtak. Az utolsó jelzés az volt, hogy a csűrőkormányok elérték azt a maximális kitérítést, amelyet még a repülés irányító rendszer megengedett.

• 9:00:02.654 Utolsó telemetriai adás

25 másoperces kiesés után visszatért a kapcsolat a telemetriai rendszerekkel és két másodpernyi adatfolyam érkezett az űrrepülőgépről amelyek szerint:

• A működő rendszerek: a Columbia APU (Auxiliary Power Unit – Kisegítő Áramfejlesztő Egység) rendszeri, a hűtést biztosító rendszerek, a főhajtóművek, az elektromos energia termelő üzemanyagcellák, a kommunikációs és navigációs rendszerek, a jobb oldalon levő szenzorok és a létfenntartó rendszer normálisan működött.
• A nem működő rendszerek: Mindhárom hidraulika rendszer működésképtelen volt és a tartályok is üresek voltak, a bal oldali arodinamikai kormányokat működtető rendszerek nem működtek, a hítési rendszer túlhűtötte az APU-t kenő olajat, a bal oldali szenzorok többsége néma volt, a balodali OMS (orbital Maneuvering Sístem – Orbitális Kormányrenszer) reaktív rendszerei sem működtek, az áramelosztókon is agy túlfeszültség, vagy a normálisnál kisebb feszültség jelentkezett és az egyenáramot váltóárammá alakító inverter is lecsatlakozott a fő áramelosztóról.
• Az űrsikló térbeli helyzete: a navigációs adatok szerint a Columbia irányítatlanul repült és szintán irányítatlannak tűnő módon változott a helyzete. Az orső irányú mozgást érzékelő szenzor a maximális 20°/másodperc értéken kiakadt, mutatván, hogy a hajó balra orsózik. Mivel az előzőekben a balra bólintást jelző érzékelők is intenzív mozgást mutattak, valószínű, hogy az űrhajó leadta az orrát a Föld felé. A repülési mód AUTO állásban volt, azaz az űrhajósok nem próbálták meg manuálisan kitéríteni az űrhajót a kaotikus mozgásból. Ezen a ponton még úgy tűnt, a géptörzs és a jobb szárny még egyben volt.

• 9:00:21-9:00:25 Végbemegy a Columbia darabokra hullása

Főként a hidraulikafolyadék teljes hiánya jelezte, hogy valahol végzetes törés történt, minden valószínűség szerint a bal szárnyba hatoló forró levegő elgyengítette a szárny főtartót, amitől az eltört, a szárny leszakadt. Emiatt az űrrepülőgép elvesztette repülőképességét és kaotikus bukdácsolásba kezdett. Ennek során olyan légerők ébredtek a felületén, amelyek a Challenger-katasztrófához hasonlóan messze meghaladták az eredeti, tervezéskor használt limiteket és darabokra törték az űrhajót.

• 9:00:30 Az első videobizonyítékok a Columbia széteséséről

Egy a texasi Fort Hood közelében repülő Apache harci helikopter időbélyegzővel ellátott videofelvételén szétváló, izzó kondenzcsíknyomokat rögzített az égen, a katasztrófa első vizuális bizonyítékaként.

• 9:15:50 A Columbia tervezett leszállásának ideje Cape Canaveral-en

A Columbia roncsait a baleset után összegyűjtötték, a Kennedy Űrközpont egyik épületének 16. emeletén lévő termébe helyezték el őket, így kutathatóvá téve a maradványokat a tudósok számára.

Az irányítóközpont tevékenysége a katasztrófát követően

Az irányítóközpont kizárólag az űrhajóról érkező telemetriai adatokkal rendelkezett, sem a földi megfigyelők által észlelt törmelék leválásokról, sem az űrrepülőgép széteséséről tanúskodó, többszörös kondenzcsíkok megjelenéséről nem volt tudomása, így végzetes lemaradásban volt a kibontakozó eseményekkel kapcsolatban. Amikor az űrsikló már megsemmisült, az irányítás még mindig a sokasodó szenzorhibák okát kereste.

• 9:00:18 FLIGHT: MMACS, itt a repülésvezető.

MMACS: Itt a MACCS.

FLIGHT: És ugye nincs összefüggés mindezek a guminyomás mérő műszerezettség és a hidraulika rendszerek műszerei között.

MMACS: Nem uram, nincs, De azóta elvesztettük a jelet az orrfutóről és a jobb oldali főfutóról is.

• 9:00:51 EECOM: Irányítás, itt az EECOM

FLIGHT: Igen, EECOM

EECOM: Nekem is van még négy hőmérséklet szenzorom, amelyik működésen kívült mutat.

• 9:01:38 FLIGHT: GC, mióta nincs UHF adásunk? Megvan már jó két perce is?

GC: Megerősítem.

A gyanú ekkor vált kézzel foghatóvá, hiszen a repülés ezen szakaszában ugyan nem volt szokatlan a rádióadás pillanatnyi megszakadása, vagy kihagyása, de ilyen hosszú idő nem volt jellemző.

• 9:02:00 GNC: Irányítás, itt a GNC.

FLIGHT: Mondjad.

GNC: Ha bármilyen okunk van feltételezni valamilyen kormányozhatósági problémát, a kezem ügyében tartom a műveleti leírást a 13. oldalon

• 9:03:12 CAPCOM: Columbia, kommunikáció ellenőrzés

A CapCom, azaz az űrhajóval való kapcsolattartásért felelős, a földi irányításban helyet foglaló űrhajós elkezdte hívni rádión a már három perce nem létező Columbiát. Ettől a pillanattól kezdve négy percen át, nagyjából fél perces időközökkel folyamatosan próbálta hívni az űrhajót, amely értelemszerűen néma maradt. A kapcsolatot kb. 5 perc után hivatalosan is megszakadtnak nyilvánították, de a radarészleléssel továbbra is próbálkoztak.

• 9:12:55 FLIGHT: GC, itt a repülésigazgató

GC: Itt a GC

FLIGHT: Zárjuk az ajtókat

Ezzel kezdetét vette az ún. vészhelyzeti procedúra, amelynek első lépése, hogy bezárják az irányítóközpont bejáratát, innentől kezdve se ki, se be nem mehet senki addig a pillanatig amíg a vészhelyzeti eljárás érvényben van.

• 9:13:17 FLIGHT: FDO, van bármi jele az űrhajónak a nyomonkövető rendszereken?

FDO: Nincs, Uram.

Ezzel a párbeszéddel a vezető repülésirányító egy utolsó kísérletet tett, hogy látják-e az űrhajót bármi módon, amelynek normál esetben már régen a leszállópálya közelében kellett volna lennie. Az FDO válaszával visszavonhatatlanul nyilvánvalóvá vált, hogy az űrhajót elvesztették, az valahol út közben eltűnt, lezuhant.

• 9:14:29 FLIGHT: Oké, az összes irányítónak a repülési rádióvonalon, el kell indítsuk az FCOH (Flight Control Operation Handbook – Repülésirányítás Műveleti Kézikönyve) vészhelyzeti eljárását, annak is a 2.8-5 oldalán szereplő ellenőrző listáját.

Leroy Chain vezető repülésirányító hivatalosan is elindította a vészhelyzeti eljárást. Ennek keretében egy ellenőrzőlista mentén minden irányítónak el kellett végeznie az adatok mentését, gondosan ügyelve rá, hogy az adatmentés pontosan, hiány nélkül megtörténjen és el legyen tárolva.

• 9:14:52 FLIGHT: FDO, itt a repülésvezető

FDO: Igenis

FLIGHT: Van bármilyen információnk, vagy jelentésünk az Űrparancsnokságról?

FDO: Nincs semmilyen adatunk és nem jelentettek semmilyen repülőeszközt a Merrit islandi radartól

Ezzel az utolsó adatkéréssel hivatalossá vált, hogy a Columbia nem érkezett meg.

• 9:17:57 FLIGHT: Oké, az összes repülésirányítónak:a 9. oldalon levő ellenőrzőlista alapján meg kell bizonyosodjon mindenki, hogy végigment mind a 20 lépésen, hogy a munkaállomások log bejegyzéseit, képernyőkép nyomtatásait, a teljes adatgyűjtési lista lépéseit megtette és végigment mindenen.

A Columbia repülési folyamata lezáródott és átadta helyét a baleseti kivizsgálást előkészítő vészhelyzeti folyamatnak.

A legénység sorsa

A Columbia szétesése halálos körülményeket teremtett az űrhajósok számára. Elvileg viták övezik, hogy a legénység meddig élhetett még. A megfigyeléseken alapuló tények azt mutatják, hogy az űrsikló szétesése a keleti parti időzóna szerinti 9:00:21-9:00:25 (14:00:21-14:00:25 UTC) közötti idősávban ment végbe, de ekkor még a legénységi kabin viszonylagos épségben tört le az űrhajó törzséről és hővédelem híján még kb 30-40 másodpercig tartott, amíg a hőmérséklet annyira ellágyította a szerkezetét, amíg az teljesen össze nem tört, megfigyelések szerint kb. 9:00:57-kor (14:00:57 UTC). A Challenger-katasztrófánál a kabin egészen az Atlanti-óceánba csapódásig épségben maradt, valamennyire védve az űrhajósokat (sőt lényegében a tengerfenékre süllyedve is egészben találták meg, mind a hét űrhajós holttestével), azonban a Columbia esetében a robosztusabb felépítés ellenére ez az űrhajókomponens is darabokra hullott, így az űrhajósok akár még élve, akár már csak a holttestük, ki voltak téve a külső körülményeknek. Az űrhajó a szétesése pillanatában 62 000 méter magasan járt, sebessége pedig még mindig elérte a 16 Mach-ot. Egyes elemzések szerint az itt ható erők még nem lehettek felelősek a teljes szétesésért, mivel a légkör itt még olyan ritka, hogy a 16 Mach ellenére az űrhajó testét csak olyan aerodinamikai erők érték, mintha a Cape Canaveralon levő leszállópálya tengerszinten levő betonján egy 5-ös erősségű hurrikán 270 km/h-s szelei érték volna, amely erő komoly károsodásokhoz ugyan elegendő, ám a teljes széteséshez nem. Az így nagyobb darabokra törött géptestnek lejjebb kellett még süllyedni az atmoszférában, hogy olyan erők lépjenek fel, amelyek tovább „darabolták” az űrhajót. Így lehetséges, hogy a kabin is csak bizonyos idő elteltével törött további darabokra, a végeredmény azonban ugyanaz volt: az űrhajósok egy idő után ki voltak téve a még mindig halálos külső körülményeknek.

2008-ban a NASA kibocsátott egy jelentést, amely részletesen foglalkozott a Columbia visszatérésekor a legénység túlélési esélyeinek, vagy annak hiányának leírásával. 2014-ben egy újabb NASA jelentés látott napvilágot, amely részletesen taglalta a Columbia katasztrófa repülőorvosi aspektusait. Ezek a következők voltak:

Kihermetizálódás

Különböző földi megfigyelésekből, telemetriai adatokból összeállított eseménysor alapján megállapítható volt, hogy a Columbia utaskabinjában az irányíthatóság elvesztését követően a kabinnyomás még egy ideig normális maradt, így a legénység cselekvőképes maradt. Az adatok alapján a legénység meg is próbálta visszaszerezni az irányítást az űrrpülőgép felett. Ahogy aztán az űrsikló kikerült az irányítás alól, jobbra kezdett dőlni, amely az alsó oldalának extrém aerodinamikai hatások alá kerülését jelentette, amelyek aztán össze is törték a gép szerkezetét. A kabin kihermetizálódása akkor kezdődött, amikor az űrhajó orrszekciója levált a törzsközéprészről, nagyjából 41 másodperccel azután, hogy az űrhajó feletti irányítás elveszett. A legénységi kabin összeütközött a törzs másik részével, amelynek nyomán rés keletkezett rajta, így a kabinnyomás elillant. A kihermetizálódás üteme ekkor olyan gyors volt, hogy a legénység másodperceken belül elájult, és még arra sem volt képes ennyi idő alatt, hogy a sisak ellenzőjét lezárják. A legénység tagjai elvesztették az eszméletüket, majd rövid idő alatt tüdőtáji barotraumát szenvedtek el a vérben megjelenő gázbuborékok okozta keszonbetegség és légzési elégtelenség mellett.

A normálistól merőben eltérő dinamikus g környezet

A törzsről levált kabin szekció a leválás után mindhárom tengelyen kaotikus mozgásba kezdett. A legénység (addigra eszméletlenül, vagy éppen már holtan) képtelen volt megtámaszkodni ezeknek a mozgásoknak az ellenében, valamint az őket védő eszközök is sérüléseket okoztak számukra:

• A felső testet védő biztonsági övek hiányosságai: a legénység tagjainak felsőteste szabadon mozgott az ülésekben, mivel az övfeszítés sebessége alatta volt a kabin mozgásának tehetetlenségi erői által előállított gyorsulásoknál, illetve az övek megengedték az oldalirányú mozgásokat is. Az emberi maradványokon (karokon, lábakon) megfigyelt törések is erre utaltak.
• A nem teljesen megfelelő sisakok alkalmazása: a versenyzésben használt bukósisakokkal ellentétben az ACES űrruhák sisakjai engedték a fej mozgását a sisakon belül, ezzel tompa sérüléseket okozva a fejen. A sisakgyxűrűk ráadásul alátámasztási pontként viselkedtek nyakszirti, hátgerincet érintő erőhatásoknak, amikor az árhajósok koponyája például hátrabicsaklott. Ráadásul, amikor a szélerők letépték a sisakot az árhajósok fejéről, akkor pedig különböző csavaró erők léphettek fel.

A legénység tagjainak kikerülése az űrkabinból és az üléseikből

Amikor a legénységi kabin szétesett, az űrhajósok kikerültek a védelme alól. Egyrészt a biztonsági övek halálos traumát okoztak ahogy a légerők rángatni kezdték az űrhajósok testét, másrészt a – valószínűleg eszméletét vesztett, vagy akár halott – űrhajósok ki voltak téve az ellenséges környezetnek, a majdnem oxigén nélküli légkörnek, az óriási hőmérsékletnek és a körülöttük zuhanó, néha hozzájuk is ütköző, izzó Columbia roncsoknak.

A nagy sebességű és nagy magasságú környezeti feltételeknek való kitettség

Ahogy az úrhajósok kikerültek az összetört kabinból, szembe kellett nézniük azzal, hogy a légköri nyomás töredéke volt annak, amit még az emberi test tolerálni tudott, annak a kevés nyomásnak is az oxigéntartalma is hasonlóan kicsi volt, illetve a külső hőmérséklet rendkívül alacsony volt, miközben a lassulás folytán rendkívül magas hőmérséklet ölelte körül őket. A NASA szerint, bár az ACES űrruhák nem voltak minősítve ilyen körülményekre, ám vélhetően alkalmasak voltak megvédeni a bennük levő emberi testet 30000 méter fölött is. A megtalált maradványok azonban azt mutatták, hogy az úrruhák már korán, valószínűleg a kabin szétesésekor megsérültek, átégtek. Emberi szövetmintákban egyértelműen azonosították a keszonbetegség jeleit, azaz az űrhajósok ruhája szükségszerűen nem zárt tökéletesen.

Földnek ütközés

A végső tényező a földnek ütközés volt. Ha még valahogy túlélte volna valamely űrhajós az összes addigi halálos hatást az űrhajó szétesésétől kezdve egészen a földfelszínre zuhanásig, az utóbbi bizonyosan nem lett volna túlélhető, semmiféle védőfelszerelés nem mentette volna meg egyikük életét sem. A földnek ütődés okozta halál ellen szól a megtalált emberi maradványok állapota – a keresőcsapatok találtak külön lábakat, kezeket egy koponyát, egy szivet, részleges emberi felsőtestet, stb. – amely alátámasztotta, hogy a legénység legtöbbje már a levegőben halálos sérüléseket szenvedett. Habár, ahogy a rádióbeszélgetésekből kiderült, egyik-másik űrhajós nem viselt kesztyűt, vagy sisakot a baleset pillanatában, esetleg nem volt megfelelően bekötve az ülésébe, ez a tény semmit sem tesz hozzá, vagy vesz el a túlélhetőségi körülményekhez, legfeljebb az, akinél tökéletesen megtörténtek az elővigyázatossági intézkedések (a beöltözés és az ülésbeli pozíció), annak néhány másodperccel meghosszabbodott az az idő, amíg még élt, vagy eszméleténél volt.

Tiszteletadás

Elnöki reakció

A Challenger-katasztrófához hasonlóan az éppen hivatalban levő elnök, George W. Bush még a tragédia napján beszédet intézett az amerikaiakhoz, amelyben bejelentette, hogy a reggeli órákban megszakadt a rádióösszeköttetés az űrhajóval, majd roncsdarabokat láttak aláhullani az égből Texas felett és a jelek szerint a balesetnek nincsenek túlélői. Emellett röviden hitet tett amellett, hogy sajnos az űrrepülés még mindig olyan veszélyes üzem, amelybe beletartozik az ilyen veszteségek kockázata is és a baleset, illetve a nyilvánvaló kockázatok ellenére az USA folytatni fogja a világűr felfedezését. Az elvesztett űrhajósokra utalva Izsaiás prófétát idézte: „Emeljétek a szemeteket és nézzetek fel a mennyekre. Ki alkotta mindezt? Ő, aki megteremtette a csillagok tömegét, egyik után a másikat és nevükön szólította mindet. Az ő ereje és mindenható hatalma által egyikük sem fog elveszni.” Majd hozzátette: „Ugyanezen Teremtő, aki nevén nevezte a csillagokat, ugyancsak ismeri annak a hét léleknek a nevét, akit ma gyászolunk. A Columbia legénysége nem tudott biztonsággal visszatérni a Földre, mi mégis imádkozunk, hogy biztonsággal megtérjenek haza”.

Gyászszertartás

2003. február 4-én a NASA nagyszabású gyásszertartást rendezett a Lyndom B. Johnson Űrközpontban, a texasi Houstonban az elhunyt űrhajósok tiszteletére. Az ünnepségen részt vett és beszédet mondott George W. Bush elnök és Sean O'Keefe, a NASA főigazgatója. Az elnök beszédében amellett, hogy egyesével megemlékezett mind a hét űrhajósról és ismét megerősítette, hogy számít a NASA-ra és biztos lesz folytatása az űrrepüléseknek. O'Keefe pedig kiemelte, hogy a NASA tartozik annyival a hetek emlékének, hogy kideríti, mi okozta a katasztrófát. A szertartáson részt vettek még olyan hírességek is, mint a First Lady, Laura Bush, Rick Perry, texasi kormányzó, John Glenn, az első orbitális űrrepülést végrehajtó amerikai űrhajós, vagy Neil Armstrong, a Holdon elsőként leszállt ember. A szertartás egy hajóharang hétszeri megkondításával illetve egy vadászgép kötelék Missing Man Formatio-ban (Elvesztett ember kötelék) áthúzásával ért véget.

2003. február 7-én a NASA egy újabb szertartást rendezett a Kennedy Űrközpontban Cape Canaveral-en, amelyen főként a NASA űrrepülőgép felbocsátásokban részt vevő munkatársai vettek részt. Az űrhajósok lelki üdvéért baptista, katolikus papok és egy izraelita rabbi mondott imát, majd felszólalt többek között Robert Crippen űrhajós, a Kennedy Űrközpont korábbi igazgatója, vagy Florida állam kormányzója, Jeb Bush is. A houstoni eseményhez hasonlóan a szertartás itt is vadászgépek tisztelgésével ért véget.

Roncsmentés

A Columbia roncsai

A Columbia balesetét követően az egyik legnagyobb valaha volt keresőakció vette kezdetét a lezuhant roncsok összegyűjtésére. Az űrhajó roncsit mintegy 2000 különálló fellelési helyen találták meg a kereső csapatok. A roncsok főként Texas állam területén (Tyler, Palestine, Forth Worth, Nacogdoches, Hemphill város környékén) szóródtak szét, de Louisiana és Arkansas állam területei is érintettek voltak. A kutatás többezer önkéntes bevonásával zajlott, akik elhivatott módon próbálták minden lehetséges helyen és módon megtalálni a Columbia maradványait. A NASA a keresés idejére közleményben tájékoztatta a közvéleményt, hogy a roncsok veszélyes kemikáliákat is rejthetnek, amelyekhez tanácsos nem hozzányúlni, helyette a megtaláló inkább jelentse a helyi hatóságoknak a megtalálás helyét, miközben azt is világossá tették, hogy aki viszont jogtalanul magánál tart a roncsokból valamit, azt büntetés fenyegeti. Néhány esetben a tűzoltók Geiger–Müller-számlálóval ellenőrizték a roncsokhoz hozzányúló egyéneket, illetve azt kérték ezektől az emberektől, hogy a ruházatukat veszélyes hulladék gyűjtő zsákokba helyezzék és alkalmazzanak mielőbb fertőtlenítő szappanos tisztálkodást. Az önkéntesek egy csoportja rádióamatőr volt, akik a nagy kiterjedésű kutatási területen a kommunikációs összeköttetést segítették tevékenységükkel.

A figyelmeztetések ellenére számos roncskereső próbálta megtartani, majd később hasznot húzni a Columbiából származó roncsdarabokkal. Néhány texasi roncsgyűjtő egyenesen az eBay-en rendezett online aukciót, ahol 10 000 dolláros kikiáltási áron kínálták a megtartott roncsdarabokat. Magát az aukciót nagyon hamar visszavonta az internetes oldal, ám a Columbiával kapcsolatos relikviák ára hirtelen a magasba szökött és óriási kereslet jelentkezett rájuk. Az aukció visszavonását követően egy három napos amnesztiát hirdettek meg azoknak, akinél „véletlenül ottmaradt” valamely, az űrsiklóból származó maradvány, ám erre csak alig néhányan jelentkeztek és adták le a náluk levő darabokat a NASA-nak.

Körülbelül 45 000 különféle roncsdarabot sikerült megtalálni, amelyek kb. 25 tonnányit nyomtak, így az orbiter üres tömegének nagyjából 24%-a került elő, bár később a nagy részének azonosítása nem sikerült. A legnagyobb két megtalált roncsdarab az első főfutó és egy ablak keret voltak. A megtalált darabok között az egyik legérdekesebb egy petricsésze volt, amelyben egy csoport élő, 1 mm-es méretű Caenorhabditis elegans férget találtak. A petricsésze egy alumínium tartóban foglalt helyet, amely megvédte a tartalmát a baleset összes hatásától. A férgek pedig a fent végzett biológiai kísérlet részei voltak, amelyben a súlytalanság hatásait vizsgálták különböző szervezeteken. A férgeket egészen későn, 2003. április 28-án, közel három hónappal a balesetet követően találták csak meg.

A kutatási műveleteknek egy szomorú esemény is része volt, Jules F. Mier Jr. helikopter pilóta és Charles Krenek repülési roncsmentő specialista életét vesztette helikopterük lezuhanásakor a keresés közben.

Később is feljegyeztek a Columbia roncsaival kapcsolatos eseményeket, amikor a hivatalos kutató-mentő munka már lezárult. Így például 2008.május 9-én került nyilvánosságra, hogy egy sérült adattároló lemezről sikerült a sérülés ellenére megmenteni a rajta tárolt 340 MB adat 99%-át. Maga a lemez az egyik folyadékok viselkedését tanulmányozó kísérlet adattárolására volt használatos a Columbia fedélzetén. 2011 július 29-én pedig 8 és fél évvel a tragédia után Nachogdoches város illetékesei közölték, hogy a városhoz közeli tóban egy kb. 1,2 méter átmérőjű kerek roncsdarabot találtak, amit a NASA a Columbia egyik tartályának darabjaként azonosított.

Az összegyűjtött – nem emberi eredetű – roncsokat egyébként kivétel nélkül a Kennedy Űrközpontba szállították és a VAB csarnok egyik használaton kívüli helyiségében helyezték el, ahol kutathatóvá tették.

Emberi maradványok

A roncsok keresése és összegyűjtése során kiemelt figyelmet kapott a legénység földi maradványainak összegyűjtése is. Az emberi maradványok keresése a texasi Hemphill városától délre, a Toledo Völgytározó tava mentén történt meg, ahol a kereső alakulatok megtalálták a legénység maradványait. A legénység hét tagjából öt fő maradványait három napon belül lelték fel a kereső alakulatok, míg a maradék két főét a keresés 10. napján. Az alakulatok sokszor csak töredékes testeket találtak, például különálló karok, lábak, egy részleges felsőtest, vagy egy emberi szív kerültek elő. A keresést nehezítette, hogy a megtalálási hely egy sűrű erdővel borított részen volt.

Fedélzeti videofelvétel

A legénység által felvett videofelvétel, amely végetér még a katasztrófa bekövetkeztét megelőzően

A megtalált roncsok és maradványok egyik különlegesebb darabja volt egy kamera kazettája, amelyen az űrhajósok a leszállást rögzítették. A 13 perces felvételen az űrhajósok a légkörbelépés rutinműveleteit hajtják végre, miközben jó hangulat uralkodik a fedélzeten – a legénység tagja viccelnek egymással – és semmilyen nyoma nem látszik, hogy probléma lenne. A felvételen a legénység tagjai a kesztyűit veszi fel nagyjából egyidőben azzal, hogy az ablakon kívül megjelenik a magas hőmérsékleten kialakuló plazma és a lángok láthatóvá válnak az űrhajón kívül. A felvétel egyik pontján az irányítás megkéri Laurel Clarkot, hogy végezzen el valamilyen kisebb rutinműveletet, amelyre az űrhajós annyit válaszol, hogy most kissé elfoglalt, de később meg tudja csinálni, mondván: „Csak semmi aggodalom...a világ összes ideje a mienk”. A felvétel valamilyen okból 11 perccel azt megelőzően megszakad, hogy az irányítás elvesztette a rádiókapcsolatot az űrhajósokkal.

Kivizsgálás

Kezdeti vizsgálatok

A NASA azonnal hozzálátott az irányítás által lementett és rendszerezett repülési adatok rendszerezéséhez és elemzéséhez. A nyomozás a hibák telemetriai adatokban való megjelenésével kezdődött, azaz ahogy Ron Dittermore, a Space Shuttle program vezetője megfogalmazta, az első olyan jelektől, amikor az érzékelők azt kezdték mutatni, hogy a főfutók guminyomása és a hidraulikanyomás megszűnt az űrhajóban, illetve mindezenközben olyan jelzések is érkeztek, miszerint megemelkedett a hőmérséklet a bal szárny olyan belső tartományaiban, ahol az nem volt indokolt. Az analízis arra a 31 másodpercnyi adatfolyamra támaszkodott, amely szerint az adatok a helyzet romlását, elsősorban a reaktív kormányrendszer automatikus beavatkozását jelezték, hogy a rendszer próbálja fenntartani a repülés irányát és az űrhajó térbeli helyzetét, miközben az folyton le akar térni a normál repülési pályáról.

A kivizsgálás másik fókusz területe a főtartály hableválása volt a start során. Ehhez elővették a korábbi ilyen ismert esetek – az STS–45, az STS–27 és az STS–87 – adatait és jegyzőkönyveit, hogy elemezzék a problémát. A NASA – tévesen – arra a következtetésre jutott, hogy a szigetelőhab leválását az okozza, hogy a felhelyezésekor apró légbuborékok keletkeznek az anyagban, gyengítve annak szerkezetét. Az ezért a műveletért felelős Michoud Összeszerelő Üzem gyártásért felelős munkatársait továbbképzésben részesítették, hogy a hab felvitelekor ne ismétlődjön meg a gyártási hiba. Később, a Discovery STS-114 – a Return to Flight (Visszatérés a repülésekhez) program első, ezt az űrsiklót érintő – repülésén ismét egyóriási habdarab vált le és találta el az űrrepülőgépet, amely hiba kivizsgálásakor derült fény rá, hogy nem a szigetelőhab gyártási hibái okozzák a problémát, hanem a tartály cseppfolyós ható és oxidálóanyaggal való feltöltése és esetleges leeresztése során, a rendkívül hideg üzemanyag okozta hóciklusokat nem tolerálja megfelelően az anyag és a hőtágulás, vagy összehúzódás okoz rajta repedéseket, amelyek aztán a problémát okozzák.

Columbia Accident Investigation Board

Gehmann admirális, a vizsgálóbizottság vezetője

A Challenger-katasztrófához hasonlóan a Columbia balesetének kivizsgálását is egy független, külső szervezet, az erre a célra felállított Columbia Accident Investigation Board (Columbia Baleseti Kivizsgáló Bizottság), vagy a vezetője után Gehmann-bizottság) végezte el. A bizottság felállítását már a baleset másnapján 2003. február 2-án bejelentette Sean O'Keefe NASA főigazgató. A testület vezetője Harold W. Gehman Jr., a Haditengerészet nyugalmazott tengernagya lett és további tizenkét, a hadsereg – elsősorban a légierő – vezető tisztjeiből, más kormányzati hivataloktól és kisebb részben szakmai körökből érkező tagja volt. Érdekesség, hogy az egyik bizottsági tag Sally Ride űrhajós volt, aki így egyetlenként mind a két Space Shuttle baleset kivizsgálásában részt vett.

A Bizottság a munkáját a baleset pontos eseménysorának összeállításával kezdte. Ehhez az egyik legnagyobb segítséget a 2003. március 19-én a texasi Hemphill mellett megtalált eszköz, a Columbia repülési repülési adatrögzítője adta. Ez egy furcsa anomáliának volt köszönhető: az űrrepülőgép flotta többi darabjának nem volt a repülőgépekéhez hasonló fekete doboza, hanem a repülési adatokat valós időben a Földre, az irányításnak továbbították a valós időben, a telemetrián keresztül, ahol azt rögzítették. Azonban mivel a Columbia volt a legelső űrsikló, amely feljutott az űrbe, az első tesztrepülésekhez felszerelték egy Orbital EXperiment Support System (OEX – Keringési Kísérlet Támogató Rendszer) nevű adatrögzítővel, hogy a mérnökök még több adathoz juthassanak a tesztekről és az árhajó viselkedéséról. Amikor a tesztrepülések végbe mentek, az adatrögzítőt mégsem szerelték ki – pl. súlytakarékossági okokból –, hanem az benn maradt az árhajóban, sőt funkcionális is maradt, az összes repülésen továbbra is rögzítette az adatokat. Az eszköz sokszáz paraméter értékét rögzítette, sokkal több adattal, mint ami a telemetrián érkezett (az OEX lényegében passzív eszköz volt, csak rögzítette a neki beérkező adatokat és nem küldte tovább a telemetrián), így a szakemberek a megtalálása után olyan adatokhoz is hozzájutottak, amely addig nem állt a rendelkezésükre és még pontosabban, részletesebben feltérképezhették az eseménysort. Lényegében a vizsgálat során ezen adatok alapján lehetett megállapítani, ahogy az egyes szenzorok elhallgatnak – valószínűleg a szárnyba bejutó hő hatására a vezetékezésük elég –, így bemutatva az események előrehaladását a légkörbelépési ponttól, egészen az orbiter széteséséig. Ezek az adatok korrelációban álltak a Lehigh Egyetemen végzett roncsanalízis megállapításaival, amelyekből összeállítható volt egy végső konklúzió az események menetéről.

Ugyanennek az adatrögzítőnek az adatai segítettek abban, hogy leszűkítsék a problémák forrását egyetlen pontra, az űrhajó szárnyának megerősített szén-szén (RCC – Reinforced Carbon-Carbon) elemeinek 8-as számú darabjára (minden űrhajón kétféle hővédelmi megoldást alkalmaztak, a legszélesebb körben az űrhajó alján a fekete színű hőelnyelő kerámia csempéket, illetve a hőnek leginkább kitett szárny belépőéleken, illetve a függőleges vezérsík belépőélein a speciális RCC elmeket). Korábban a vizsgálatok csak nagyjából tudták behatárolni a fényképfelvételek alapján a szigetelőhab becsapódási helyét a 6-os és a 9-es RCC elem környékére, a részletesebb vizsgálatok szűkítették végül le ezt a 8-as elemre.

Sűrített levegős ágyú tesztek

A CAIB, miután az első perctől kezdve nyilvánvaló volt, hogy az STS–107 startjánál tapasztalt szigetelőhab leválás összefüggésben áll az űrhajó vesztét okozó későbbi eseménysorral, elrendelte, hogy a NASA Glenn Kutatóközpont (NASA Glenn Resarch Center), a NASA Langley Kutatóközpont (NASA Langley Research Center) és a Boeing bevonásával kezdjenek az RCC paneleket érintő becsapódási tesztekbe, hogy azok milyen hatással vannak a kérdéses alkatrészekre. Erre a célra egy sűrített levegős ágyút használtak, amellyel a fotóanalízis által becsült méretű és sebességű szigetelőhab darabot lőttek különböző szögekben kétféle teszttárgyra. A lőtesztek során kétféle teszttárgyat alkalmaztak. Az egyik a kísérleti, végül csak légköri repülési tesztekhez használt Enterprise űrrepülőgép szárny belépőéléről leszerelt üvegszál erősítésű (így hővédelmi funkciókat el nem látó) paneleket leszerelésével jött létra, amikor ezeket a paneleket helyezték el egy acél tartószerkezeten és lőtték rá a habdarabokat. A másik teszttárgy pedig a NASA tartalék alkatrész készletéből felépített, valódi RCC elemeket tartalmazó belépőél makett volt, ugyanúgy az acél tartószerkezetre erősítve.

A tesztek 2003. április 4. és 2003. július 7. között zajlottak le. A kezdeti teszteken az üvegszál erősítésű paneleken csak kisebb, az űrhajó elvesztésével biztosan nem járó repedéseket okozott a becsapódó szigetelőhab, ám az utolsó, immár RCC paneleket alkalmazó teszten az egyik lövés nyomán egy kb. 41*42 cm-es lyuk keletkezett a szárnyimitáción. Ez perdöntő bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a NASA által a felszállás során levont következtetés, miszerint a kis sűrűségű hab nem okozhat kárt a szárny belépőélén, téves volt. Illetve közvetett bizonyítékkényt szolgált arra, hogy amennyiben az RCC panel tényleg megsérült, a sérülés nagysága alkalmas volt arra, hogy az űrhajó légkörbelépésekor a Columbia leszállásakor végbement eseménysor következzen be.

A vizsgálat eredményei

A CAIB 2003. augusztus 26-án tette közzé jelentését. A jelentés 3 fő részből állt. Az első részben a baleset bekövetkezését írták le a legnagyobb részletességgel, majd a második rész a balesetet kiváltó okokat részletezte. Végül a harmadik részben „Look Ahead” (Előretekintés) címmel a jövőre vonatkozó ajánlásokat fogalmazta meg.

A jelentés első számú technikai okként a Columbia bal szárnya belépőélésének sérülését jelölte meg, amelyet a start során leváló és a szárnyat eltaláló szigetelőhab okozott. Emellett azonban a jelentés elmélyül a hibához közvetetten vezető szervezeti és szervezeti kultúrabeli hiányosságokban, amelyek nagyban hozzájárultak a katasztrófához. Ennek keretében a dokumentum komoly kritikákat fogalmazott meg a NASA döntéshozatali mechanizmusával és kockázatkezelési folyamataival szemben. Ilyenként kiemelte, hogy a szervezeti felépítés és szervezeti folyamatok alapvetően hibásak voltak, hogy a biztonsági kérdésekben való kompromisszumok elvártak voltak tekintet nélkül arra, hogy a ki volt kulcs döntéshozatali pozícióban. Ennek érzékletes példája volt, hogy például a Space Shuttle Program vezetője egyetlenként volt felelős a felbocsátások időben és biztonsággal való megtörténtéért és hogy ezek minél alacsonyabb költségen menjenek végbe, amely két követelmény időnként teljesen ellentétes volt egymással. A jelentés ugyancsak megállapította, hogy a NASA időnként elfogadta a tervezési követelményektől való eltéréseket, amelyek néhány repülésen dokumentálhatók is voltak a korábbiakban, anélkül, hogy az konzekvenciák levonásához vezetett volna. Erre pedig azt a példát említették jellemző esetként, hogy a hővédő rendszer tervezési követelményeiben szerepelt, miszerint a rendszernek nem kell felkészítve lennie komolyabb – bármilyen idegen testtől származó – becsapódásokra, miközben ilyen becsapódások rendszeresen érték az űrsiklókat, köztük magát a Columbiát az STS–107-en, mindenféle következmény nélkül. Ezért a Bizottság továbbmenve a baleset közvetlen okaival kapcsolatos ajánlásain túl, az űrhivatal folyamataira és szervezeti kultúrájára is fogalmazott meg további javító célú ajánlásokat.

A CAIB az ajánlásait időtávokra bontva adta meg:

1. Rövid távon: Return to Flight (Visszatérés a repülésekhez) ajánlások
2. Közép távon: Continuing to Flight (A repülések folytatása)
3. Hosszú távon: Future Directions for the U.S. in Space (Jövőbeli irányok az USA számára az űrben)

Az ajánlásokat – szám szerint 29-et – a jelentés 11. fejezetében tette közzé a Bizottság, amelyek a balesetet kiváltó technikai okokra, az esetleg mégis bekövetkező incidensek kezelésére és a szervezeti és döntéshozatali problémákra is reflektáltak úgymint:

• biztosítani kell, hogy a külső tartályról ne válhasson le szigetelőhab
• javítani kell a gyártási és gyártás ellenőrzési folyamatokat
• biztosítani kell, hogy a repülés felkészítési folyamatok során még jobban kiszűrhetők legyenek az esetleges veszélyforrások (attól függően, hogy a repülések az ISS-hez, vagy attól függetlenül történnek, más-más folyamatokat kell tervezni)
• meg kell teremteni a lehetőséget és kapacitást, hogy szükség esetén fénykép bizonyítékokat szerezhessen az irányítás egy esetleges feltételezett sérülés esetén
• egységesíteni kell az ISS és a Space Shuttle rendszerek mikrometeorit, vagy más becsapódó testekre vonatkozó tervezési kritériumait
• a határidőket úgy kell megszabni, hogy azok ne élvezzenek soha elsőbbséget semmiféle biztonságot érintő kérdéssel szemben
• képzési programot kell indítani a felbocsátással kapcsolatban, amely tartalmazza akár az űrsikló elvesztésével kapcsolatos teendőket is a kiszolgáló személyzet számára
• fel kell állítani egy Műszaki Mérnöki Hatósági Osztályt, amely a Space Shuttle teljes életciklusára vonatkozóan feltárja és összegyűjti a lehetséges veszélyforrásokat és kezelő őket.
• 2010-ig a teljes űrsikló flottára vonatkozóan a felhasznált anyagokra, komponensekre, fő és alrendszerekre vonatkozóan meg kell történnie egy felmérésnek és korszerűsítésnek, hogy a flotta élettartama szükség esetén hosszabbítható legyen
• A NASA-nak küldjön minden évben a költségvetési kérelem mellé egy jelentést a Kongresszusnak, hogy miket végzett el az előző évben az ajánlások területén

A tragédia emlékezete

Columbia emlékmű

Az USA Képviselőháza 2003. március 26-án rendelkezett egy alap létrehozásáról, amelynek célja az volt, hogy emlékművet állítsanak az Arlingtoni Nemzeti Temetőben az STS–107 katasztrófát szenvedett legénységének. Korábban a Challenger-katasztrófa emlékére is hasonló emlékművet állítottak, majd 2004. február 2-án fel is avatták az új emlékművet, a Challengeré közelében. Az emlékmű domborművén a legénységi embléma fő motívumát, a stilizált űrsikló sziluettet ábrázolták, rajta a hét űrhajós nevével, akiknek égbe szállt lelkét hét csillag jelképezi.

2003. április 1-jén a baseball szezon nyitómérkőzésén a Houston Astros csapat (akinek neve egyébként is a városhoz szorosan kapcsolódó űrrepülések tiszteletére alakult így) a Columbia legénységének tiszteletére, azok családtagjainak bevonásával hét párhuzamos kezdődobást végeztek el. Az amerikai himnuszt 107 NASA alkalmazott, köztük repülésirányítók, és más beosztásban dolgozók énekelte el, miközben az USA zászlaját behozták a pályára. A mérkőzésen a Houston Astros játékosai az STS–107 legénységi emblémáját viselték a mezükön, majd később az egész szezonban reklámok helyett ez szerepelt a mezeken.

2004. február 1-jén játszották a XXXVIII. Super Bowl mérkőzését a houstoni Reliant Staiumban (ma: NRG Stadium), ahol a mérkőzést közvetlenül megelőzően emlékezést tartottak a Columbia legénységéről, amelynek keretében Josh Groban énekes a „You Raise Me Up” (Te neveltél engem) című dalt adta elő, a következő űrrepülőgép repülés, az STS–114 kijelölt legénységével együtt.

Források

A Wikimédia Commons tartalmaz Columbia-katasztrófa témájú médiaállományokat.

• STS–107. spacefacts.de. (Hozzáférés: 2013. december 7.)
• STS–107. lib.cas.cz. [2013. október 13-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. december 7.)
• STS–107. astronautix.com. (Hozzáférés: 2013. december 7.)
• STS–107. ksc.nasa.gov. (Hozzáférés: 2013. december 7.)
• STS–107. nss.org. [2008. május 9-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. december 7.)

Szakirodalom

• Legeza László: Mérnöki etika, Esettanulmányok, A Columbia űrsikló tragédiája, 111-115. p. Budapest, Akadémiai Kiadó - Mikes Kiadó, 2004 ISBN 963-8130-54-7 ISBN 963-8130-54-7

Kapcsolódó szócikkek

• Challenger-katasztrófa
• Columbia Accident Investigation Board (CAIB)

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Space Shuttle Columbia disaster című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

Magyar oldalak

• Kereszturi, Ákos: Még éltek az űrhajósok, amikor a kabin leszakadt a Columbiáról. [Origo] Világűr, 2009. január 6. (Hozzáférés: 2009. január 6.)
• Az Origo Columbia űrsikló melléklete – Origo

A Columbia balesetének vizsgálatáról az Űrvilág oldalain

• A Columbia-jelentés (1. rész): Mi történt?
• A Columbia-jelentés (2. rész): A baleset műszaki háttere
• A Columbia-jelentés (3. rész): A baleset műszaki hátterének további részletei
• A Columbia-jelentés (4. rész): Politika és bürokrácia
• A Columbia-jelentés (5. rész): Ajánlások
• A Columbia-jelentés (6. rész): A többi ajánlás

Külföldi oldalak

• NASA's investigation site
• A CAIB (Columbia Accident Investigation Board) honlapja
• NASA flight STS-107 Archiválva 2005. július 11-i dátummal a Wayback Machine-ben
• Columbia katasztrófa – Multimédia anyagok