13 Dinge, die Apollo 13 gerettet haben, Teil 5: Unerklärliches Herunterfahren der Saturn V Center Engine

Hinweis: Um das 40-jährige Jubiläum der Apollo 13-Mission zu feiern, wird das Space Magazine 13 Tage lang „13 Dinge, die Apollo 13 gerettet haben“ vorstellen und verschiedene Wendepunkte der Mission mit dem NASA-Ingenieur Jerry Woodfill besprechen.

Während der zweite Sauerstofftank des Apollo 13-Raumfahrzeugs ein Unfall war, der darauf wartete, passiert zu werden, hätte ein weiteres Problem der Saturn V-Rakete den Apollo 13 zerstören können, bevor er die Erdumlaufbahn erreichte. Während des Boosts der zweiten Stufe stellte der Mittel- oder Innenbordmotor zwei Minuten früher ab. Das Abschalten war kein Problem, da die anderen vier Motoren den Verlust durch einen zusätzlichen Betrieb von vier Minuten ausgleichen konnten. Aber warum der Motor abgestellt wurde, ist ein Rätsel, das die Mission möglicherweise gerettet hat.

"Ein katastrophaler Ausfall hätte eintreten müssen", sagte Apollo-Ingenieur Jerry Woodfill, "und hätte dies ohne das ungeklärte Verhalten des Motorabschaltsystems getan." Selbst der Unfallbericht der NASA Apollo 13 geht nicht auf die Schwere des Ereignisses ein. “

Als der Mittelmotor abgestellt wurde, verursachte dies einige Momente der Unruhe für Mission Control und die Besatzung. Nach dem Flug sagte Commander Jim Lovell, als die NASA ihnen das OK gab, den Flug fortzusetzen: „Wir alle atmeten erleichtert auf dem Raumschiff auf. Hey, das war unsere Krise und wir dachten, wir würden von da an einen reibungslosen Flug haben. "

Woodfill sagte, dass die schnelle Einschätzung in Mission Control war, dass ein geringfügiges elektrisches Signal den Motor nicht in Betrieb hielt, so dass er vorzeitig abgestellt wurde. Aber das war nicht das Problem.
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Was passierte, war, dass die Saturn V-Rakete gefährliche sogenannte "Pogo" -Schubschwingungen erlebte, ein Problem, von dem die NASA wusste. Während für Apollo 14 ein Fix geplant war, erlaubte die Zeit nicht die Implementierung auf Apollo 13 von Apollo 13.

"Während ein Schreibfehler dazu führte, dass der Sauerstofftank von Apollo 13 explodierte", sagte Woodfill, "weil das Heizungsdesign für den 65-Volt-Betrieb nicht aktualisiert worden war und der Tank eine virtuelle Bombe war (siehe Teil 1), ähnlich wie die NASA es nicht geschafft hat, einen zu reparieren." Ein bekannter schwerwiegender Booster-Fehler hätte Apollo 13 zerstören sollen. “

Die Saturn V-Rakete hatte fünf J-2-Triebwerke mit jeweils 200.000 Pfund Schub, die zusammen die 1 Million Pfund Schub erzeugten, die für eine Mission zum Mond benötigt wurden.

Bei früheren Saturnflügen waren diese Pogo-Schwingungen während des Starts aufgetreten. Das Phänomen trat auf, als die Kraftstoffleitungen und die Struktur der Rakete mit einer gemeinsamen Frequenz in Resonanz waren. Die Resonanz neigte dazu, die Kraft und die mögliche Zerstörung mit jedem Abprallen des "Pogo" -Mechanismus zu verstärken. Die Phänomene auf der unbemannten Apollo 6-Mission waren so schädlich, dass eine ganze äußere Tafel des Saturn 5 in den Weltraum ausgestoßen wurde.

"Die Schwingungen sind wie ein Presslufthammer und es war bei Apollo 6 so schrecklich, dass es eine Platte am Booster abriss und die Mission bedrohte", sagte Woodfill. "Die Umlaufbahn von Apollo 6 sollte kreisförmig sein, aber aufgrund des Pogo-Effekts und des Ausfalls von Motoren der zweiten Stufe wurde die Umlaufbahn zu einer verlängerten Umlaufbahn von etwa 60 mal 180 Meilen."

Woodfill sagte, wenn Apollo 13 in dieser Art von Umlaufbahn gelandet wäre, wäre es schlecht, aber nicht tödlich gewesen. Apollo 13 war jedoch eine ganz andere Situation als Apollo 6.

Die Apollo 6-Mission beförderte einen nachgebildeten Mondlander mit einer bescheideneren Masse als der "vollwertige" Lander, den Apollo 13 in die Umlaufbahn brachte. Mit der zusätzlichen Masse für Apollo 13 waren die Pogokräfte plötzlich um ein Vielfaches intensiver. Einem Missionsbericht zufolge erlebte der Motor bei 16 Hertz 68 g Vibrationen, wodurch der Druckrahmen um 76 mm gebogen wurde.

Woodfill sagte, wenn der Mittelmotor noch einige Sekunden weitergelaufen wäre, könnten die Schwingungen das Fahrzeug zerstört haben. "Dieser Motor schlug horizontal auf und ab, einen Viertel Fuß, mit einer Geschwindigkeit von 16 Mal pro Sekunde", sagte er. "Der Motor war zu einem zwei Tonnen schweren Vorschlaghammer geworden, einem tödlichen Pogo-Zerstörungsstab, der enorme Kräfte auf die tragenden Strukturen ausübte."

Was hat den Motor abgestellt?

"Es ist bis heute nicht vollständig verstanden, aber es hatte etwas damit zu tun, den Druckkammerdrucksensor des Motors zu täuschen, dass der Druck zu niedrig war", sagte Woodfill. Er hat den Einsatzbericht studiert, sagt aber, dass die vollständige Analyse, warum der Motor abgestellt wurde, nicht enthalten ist.

"Obwohl der Abschaltbefehl von einer Beurteilung des Drucksensors der Kammer mit niedrigem Schub kam, funktionierte der Motor tatsächlich korrekt", sagte er. Der Sensor hatte nichts mit dem Pogo-Phänomen zu tun. Aus irgendeinem unerklärlichen Grund saugte etwas den Druck aus der Kammer und ein Sensor stellte den Motor ab. Aber niemand weiß genau warum. “

Woodfill sagte, diejenigen, die später die Situation untersuchten, sagten, es sei insgesamt ein Glück, dass der Sensor den Motor abstellte. „Etwas hat eingegriffen und den Motor daran gehindert, sich von der Halterung in die zerbrechlichen Kraftstofftanks zu stürzen. Dies hätte die Trägerrakete Apollo 13 zerstört. “

Das Abschalten des Motors hat wahrscheinlich die Apollo 13-Mission gerettet.

Morgen, Teil 6: Navigation

Weitere Artikel aus der Reihe „13 Dinge, die Apollo 13 gerettet haben“:

Einführung

Teil 3: Charlie Dukes Masern

Teil 4: Verwenden des LM für den Antrieb

Teil 5: Unerklärliches Herunterfahren der Saturn V Center Engine

Teil 7: Das Apollo 1-Feuer

Teil 8: Das Befehlsmodul wurde nicht getrennt

Ebenfalls:

Weitere Leserfragen zu Apollo 13 Beantwortet von Jerry Woodfill (Teil 2)

Letzte Runde von Apollo 13 Fragen beantwortet von Jerry Woodfill (Teil 3)

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