Havárie raketoplánu Columbia

Na počátku února tohoto roku uplynulo již 10 let od katastrofy raketoplánu Columbia, při které zahynula celá sedmičlenná posádka. Jednalo se už o druhou velkou katastrofu raketoplánu v jeho historii. K té první došlo 28. 1. 1986 během startu. Byl při ní zničen raketoplán Challenger, ve kterém zahynulo také všech sedm členů posádky.

Raketoplán Columbia poprvé vzlétl do vesmíru 12. 4. 1981 jako vůbec první z letky amerických raketoplánů. Všechny předchozí lety byly pouze zkušební v atmosféře. Za dobu své existence vzlétl celkem 28×. Osmadvacátý start byl ale jeho poslední. Mise nesla označení STS-107. Na jeho palubě se nacházela sedmičlenná posádka, jejímž členem byl i první izraelský kosmonaut Ilan Ramon. Ten mimo jiné s sebou vzal do vesmíru kopii kresby pražského židovského chlapce Petra Ginze, který za 2. světové války zahynul (28. 10. 1944) v koncentračním táboře.
Všechny následné startovní a letové operace jako je např. oddělení obou pomocných raket SRB a později i nádrže ET proběhly bez dalších problémů. Orbitální část raketoplánu se tak dostala na plánovanou operační oběžnou dráhu a posádka mohla začít s obsahovou náplní mise. Ta měla prioritně vědecký charakter. Na palubě orbitu v nákladovém prostoru byla kromě jiného umístěna laboratoř SPACEHAB a externí přístrojová plošina FREESTAR. Na plošině bylo nainstalováno několik vědeckých přístrojů. SPACEHAB byl speciální přetlakový dvojitý výzkumný modul DRM, který sloužil k experimentům, zaměřeným na mikrogravitaci. Posádka v něm prováděla předepsané vědecké experimenty. SPACEHAB byl propojen po celou dobu letu přechodovým tunelem s kabinou raketoplánu, takže členové posádky do něj měli přímý přístup. Během mise se prováděly různé biologické experimenty, a to jak na zvířatech, tak i přímo na samotných členech posádky. Realizováno bylo více jak 80 experimentů.

V troskách Columbie zahynula celá posádkaRaketoplán odstartoval z Kennedyho mysu na Floridě 16. 1. 2003 bez problémů již na první pokus. Krátce po startu při vertikální fázi letu zaznamenaly pozemní kamery pouze náraz nespecifikovaného úlomku na náběžnou hranu levého křídla raketoplánu, kde se po dopadu roztříštil. K události došlo pouhých 81 sekund po startu a o incidentu se v tu chvíli prakticky nevědělo. Pozdějším vyhodnocením záznamů se zjistilo, že oním úlomkem byl poměrně velký kus izolační pěny z hlavní externí tankovací nádrže (ET). Od té se během letu odtrhl a narazil do křídla orbiteru. Vzhledem k tomu, že izolační pěna, pokrývající ET, je lehká, neboť je zhotovena ze směsi pěnového polyuretanu s nadrceným korkem, neočekávalo se, že by došlo k zásadnímu poškození křídla. Technici se shodli na hypotéze, že náběžná hrana křídla by nárazem poškozena být neměla. Utvrzovalo je v tom přesvědčení, že náběžné hrany křídel jsou vyrobeny z velmi odolného uhlíkového kompozitu RCC (Reinforced Carbon-Carbon). Navíc ani později pořízené fotografie raketoplánu na oběžné dráze ve viditelné a infračervené oblasti systémem vojenské stanice AMOS neodhalily viditelné poškození orbitální části raketoplánu. Je však pravdou, že snímky nezabíraly spodní stranu orbiteru.

Úkoly mise STS-107 byly po patnáctidenním letu splněny, a tak bylo rozhodnuto ukončit činnost ve vesmíru a připravit raketoplán na návrat. Posádka obdržela dne 1. února 2003 povolení k brzdnému manévru a orbiter vstoupil do atmosféry Země. Během sestupu zpomaloval nejprve pomocí aerodynamického brždění, kdy třením o houstnoucí atmosféru dochází k předání jeho pohybové energie do okolní atmosféry ve formě tepla. Další brždění se uskutečňovalo formou tzv. reverzních zatáček. Počáteční fáze sestupu probíhala podle plánu. Jakmile se však sestupující orbiter dostal do hustějších vrstev atmosféry ve výšce kolem 73 km a měl ještě stále vysokou rychlost asi 7 km/s, začínaly se rýsovat první problémy právě na levém křídle. Teplotní senzory zaznamenaly nejprve problémy v levé podvozkové šachtě. Došlo zde k nárůstu teploty okruhu hydrauliky a později ke kolísání tlaku. Problémy se postupně začaly rozšiřovat i do oblasti zadních elevonů levého křídla. Tak jak horké plazma poškozenou náběžnou hranou vnikalo do útrob křídla, došlo k postupnému ovlivnění a selhání některých senzorů. Vnikající plazma přepálilo na některých místech kabelová vedení. To mělo vliv na poruchy, zkraty a chybová hlášení.

Řízení klesajícího raketoplánu začalo táhnout směrem doleva, což zaznamenala nejen posádka, ale i  řídící centrum v Houstonu. Vychýlení bylo způsobeno nerovnoměrným odporem obtékajícího vzduchu, neboť náběžná hrana levého křídla byla silně poškozena. Posádka se snažila narůstající výchylku v dráze kompenzovat nejprve křidélky a elevony, později krátkým zážehem malých orientačních raketových motorů. Přesto nikdo v tu chvíli ještě netušil, že se schyluje ke katastrofě.

V levé podvozkové šachtě začala další čidla signalizovat nárůst teploty kapaliny v hydraulických systémech a objevily se problémy s tlakem. Jen o něco později přišlo hlášení, že explodovala v levé podvozkové šachtě pneumatika, a pak dokonce, že došlo k vysunutí podvozku, který však byl ve skutečnosti zatažen a zablokován. Začala také vypadávat telemetrická data. V té době již byly pozorovány ze Země žhnoucí úlomky oddělené od orbitální části raketoplánu. Nejprve malé, později i větší. Raketoplán se začal rozpadat, radiové spojení a telemetrie se přerušila. Nerovnoměrný aerodynamický odpor již nedokázaly kompenzovat ani orientační raketové motory. Z pozdějších analýz vychází, že ve výšce kolem 63 km nad povrchem Země a při rychlosti asi 5,5 km/s došlo k odtrhnutí levého křídla. Tím se raketoplán dostal do neřízeného chaotického letu, minimálně jedenkrát se otočil okolo podélné osy a pak působením aerodynamických sil došlo k jeho rychlé mechanické a tepelné destrukci. Je jasné, že nikdo z jeho sedmičlenné posádky neměl nejmenší šanci přežít. Jistým paradoxem zůstává, že k havárii došlo právě v den narozenin židovského chlapce Petra Ginze (1. 2. 1928).

Vyšetřovací komise, která vznikla krátce po havárii, se snažila objasnit příčiny havárie. Lety raketoplánů byly pozastaveny na více jak dva roky. Komise vydala řadu doporučení a návrhů úprav, hlavně pro problematiku tepelné izolace hlavní nádrže. Faktem zůstává, že do ukončení provozu letky raketoplánů již k žádné takto závažné havarijní situaci nedošlo.