Hinweis: Um den 40. Jahrestag der Apollo 13-Mission zu feiern, wird das Space Magazine 13 Tage lang „13 Dinge, die Apollo 13 gerettet haben“ vorstellen und mit dem NASA-Ingenieur Jerry Woodfill verschiedene Wendepunkte der Mission erörtern.
Als die Apollo 13-Besatzung das verkrüppelte Servicemodul abwarf, als sie sich der Erde näherte, sahen sie das Ausmaß des Schadens durch die Explosion eines Sauerstofftanks. "Es fehlt eine ganze Seite dieses Raumfahrzeugs!" Jim Lovell funkelte zu Mission Control. Seine Stimme spiegelte seine Ungläubigkeit wider, als er den Schaden eines 13-Fuß-Panels sah, das vom Raumschiff weggeblasen wurde. Die Situation hätte jedoch schlimmer sein können. Der Hitzeschild am Befehlsmodul könnte beschädigt worden sein. Darüber hinaus sagte der NASA-Ingenieur Jerry Woodfill, dass die Explosion anstelle des Ausblasens des Panels das Befehlsmodul vom Servicemodul hätte trennen können - und vielleicht sollte.
Fotos, die von der Apollo 13-Besatzung aufgenommen wurden, nachdem das Servicemodul zur Vorbereitung des Wiedereintritts des Kommandomoduls über den Hitzeschild abgeworfen worden war, zeigten, dass nicht nur das Panel an der Seite des Raumfahrzeugs fehlte - es wurde durch den explodierenden Druck von in die Weite des Weltraums geblasen der detonierende Sauerstoff - es gab auch Schäden an der Hi-Gain-Antenne rechts neben der Fahrzeugzeichnung oben, was darauf hinweist, dass das Panel in den Weltraum katapultiert war und auf die Antenne traf. Was die Bilder nicht zeigen konnten und was die Apollo 13-Crew nicht sehen konnte, war, ob der Hitzeschild des Kommandomoduls beschädigt war.
"Das strukturelle Design des Innenraums des Servicemoduls besteht darin, dass es in der Mitte des Moduls ein langes, offenes tunnelartiges Volumen aufweist, etwa 30 Zoll mal 13 Fuß", sagte Woodfill. „Der Tunnel ähnelt einem Schornstein, sodass Gase, Flüssigkeiten oder Partikel leicht durch ihn zur Hauptmotorglocke rechts und zum Hitzeschild links gelangen können. Der Tunnel ist nicht abgedichtet, so dass die Explosionskraft des brennenden Sauerstoffs aus dem explodierten O2-Tank 2 sowohl in Richtung des Hitzeschilds als auch des Hauptmotors in und um den Tunnel entweichen kann. “
Woodfill sagte, in Mission Control sei Besorgnis geäußert worden, dass Splitter aus dem explodierenden Tank in den Tunnel gelangt seien und möglicherweise letztendlich sowohl den Hitzeschild als auch den Hauptmotor beschädigt hätten. Der Hauptmotor war nicht das größte Problem, da die Besatzung den Abstiegsmotor des Mondlanders verwenden konnte. (Siehe unseren vorherigen Artikel, "Verwenden des LM für den Antrieb".) Es gab jedoch nur einen Hitzeschild, und es musste funktionieren, damit die Kapsel und die Besatzung den feurigen Wiedereintritt durch die Erdatmosphäre überleben konnten.
Wie sich herausstellte, wurde der Hitzeschild zum Glück nicht beschädigt.
Aber fast auf wundersame Weise, sagte Woodfill, blieben das Befehlsmodul und das Servicemodul nach der Explosion verbunden, während der Innendruck der Explosion die Außenverkleidung in den Weltraum schoss.
"Die Befestigungsstärke des Servicemodul-Panels an der Struktur erforderte einen beträchtlichen Innendruck von 24 Pfund pro Quadratzoll, um es vom Servicemodul zu trennen", sagte Woodfill. „Um das Kommandomodul mit seinem Hitzeschild vom Servicemodul zu trennen, war ein viel geringerer Druck erforderlich, nur 10 Pfund pro Quadratzoll. Man kann nur darüber spekulieren, warum das Panel durchgebrannt ist und der Aufsatz der Mannschaftskapsel / des Servicemoduls intakt geblieben ist. “
Da es im Weltraum keinen Luftdruck gibt, erklärte Woodfill, war die Kraft, die die Fahrzeuge zusammenhielt, die Stärke ihrer mechanischen Anbaugeräte.
"Zwei Druck waren am Werk", sagte er. „Jeder versuchte, die jeweiligen Befestigungskräfte zu überwinden: die Kraft, mit der das Servicemodul an der Befehlskapsel befestigt wurde, und die Kraft, mit der das Servicemodul-Bedienfeld am Servicemodul befestigt wurde. Da die explosive Druckkraft des Sauerstoffs sofort in großer Stärke auf die Platte ausgeübt wurde, würde erwartet, dass diese überwältigende Kraft diese Platte vom Fahrzeug weg sprengt und die Befestigungsstärke von 24 Pfund pro Quadratzoll überschreitet. Es ist jedoch zu erwarten, dass das Ablassen von explosivem Restsauerstoff in das Gerüst des Servicemoduls die Haftfestigkeit zwischen den beiden Fahrzeugen überwindet und sie voneinander trennt. “
Dies war jedoch nicht der Fall. Warum?
"Anscheinend hat das Vorhandensein von" Tankage "und anderen Strukturen dazu beigetragen, den plötzlichen Druckanstieg zu mildern und abzuleiten, bevor er die Grenzfläche zwischen den Fahrzeugen erreichte", sagte Woodfill. „Wenn jedoch ein Splitter aus dem explodierten O2-Tank 2 einen der benachbarten Tanks durchstoßen hätte, hätte wahrscheinlich eine sekundäre Explosion eines dieser Tanks sowohl die Explosion als auch den Druckaufbau verbreitet. In diesem Fall hätten die Fahrzeuge sicherlich entweder eine tödliche Trennung oder eine tödliche Beschädigung des Hitzeschilds erfahren.
Ein Splitterstück brach die Rohrleitungen zwischen den Sauerstofftanks, wodurch der Sauerstoff aus Tank 1 austreten konnte, was zu einem vollständigen Stromausfall im Befehlsmodul führte, da die Brennstoffzellen ohne Sauerstoff nicht funktionieren könnten.
Einige mögen sagen, dass es nicht wichtig war, das Servicemodul an das Befehlsmodul anzuschließen - es war sowieso nur Eigengewicht. Laut dem Apollo 13-Fehlerbericht könnten sich jedoch andere Probleme ohne das angeschlossene Servicemodul entwickelt haben. Wenn der Hitzeschild längere Zeit niedrigen Temperaturen ausgesetzt war, konnte er beschädigt werden, und es konnten thermische Probleme des internen Befehlsmoduls auftreten, wenn das Servicemodul zu früh abgeworfen wurde.
Außerdem wurden Probleme mit der Flugsteuerung erwartet, wenn das Befehlsmodul nicht angeschlossen war.
Der sofortige Verlust des Servicemoduls hätte einen sofortigen Verlust der Restleistung aus den Brennstoffzellen bedeutet, während die Besatzung und die Missionskontrolle darum kämpften, das Problem zu verstehen. Dies hätte einen viel größeren Stromverbrauch für diese Notfallbatterien erforderlich gemacht, so dass man sich fragt, ob die spätere „Erhaltungsladung“ der Batterien des Landers für den Wiedereintritt ausreichend gewesen wäre.
Da das Servicemodul vor dem Wiedereintritt der Besatzung abgeworfen wurde (und der SM selbst später in der Erdatmosphäre verbrannte), konnte natürlich niemand eine „forensische Analyse“ oder eine technische „Autopsie“ an diesem Teil des Raumfahrzeugs durchführen.
"Für mich ist es erstaunlich, dass zum einen der Hitzeschild durch die Explosion nicht beschädigt wurde und zum anderen die Verbindung, die einem höheren Druck standhalten konnte, durchbrannte, während die schwächere Verbindung zusammen blieb", sagte Woodfill.
Aber das war eines der vielen Dinge, die Apollo 13 gerettet haben.
Weiter: Teil 9: Welcher Tank wurde beschädigt?
Frühere 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
Ebenfalls:
Weitere Leserfragen zu Apollo 13 Beantwortet von Jerry Woodfill (Teil 2)
Letzte Runde von Apollo 13 Fragen beantwortet von Jerry Woodfill (Teil 3)
