Dalam seri asli kami 5 tahun yang lalu di “13 Things That Saved Apollo 13,” item pertama yang kami diskusikan adalah waktu ledakan. Seperti yang dikatakan oleh insinyur NASA Jerry Woodfill kepada kami, jika tank itu akan pecah dan kru akan selamat dari cobaan itu, ledakan itu tidak mungkin terjadi pada waktu yang lebih baik.
Sebuah ledakan di awal misi (dengan asumsi itu akan terjadi setelah Apollo 13 meninggalkan orbit Bumi) akan berarti jarak dan waktu untuk kembali ke Bumi akan sangat besar sehingga tidak akan ada cukup tenaga, air dan oksigen untuk kru untuk bertahan hidup. Ledakan kemudian, mungkin setelah astronot Jim Lovell dan Fred Haise sudah turun ke permukaan bulan, dan ketiga anggota kru tidak akan bisa menggunakan pendarat bulan sebagai sekoci. Selain itu, dua pesawat ruang angkasa kemungkinan tidak akan bisa merapat kembali bersama-sama, dan tanpa bahan habis panggung tahap tersisa di Bulan (baterai, oksigen, dll) yang akan menjadi upaya sia-sia.
Sekarang, untuk artikel pertama kami di seri berikutnya "13 LEBIH BANYAK Hal yang Disimpan Apollo 13," kita akan meninjau kembali waktu itu, tetapi melihat lebih detail untuk MENGAPA ledakan terjadi ketika itu terjadi, dan bagaimana hal itu mempengaruhi penyelamatan kru. Jawabannya terletak pada kegagalan sensor tekanan di Tangki Oksigen 2, masalah yang tidak terkait dengan kabel tidak berinsulasi dalam tangki yang menyebabkan ledakan.
Sebagian besar yang akrab dengan kisah Apollo 13 berkenalan dengan penyebab ledakan, kemudian ditentukan oleh komite investigasi kecelakaan yang dipimpin oleh Edgar Cortright, Direktur Langley Research Center.
Tangki telah jatuh lima tahun sebelum penerbangan Apollo 13, dan tidak ada yang menyadari tabung ventilasi pada tangki oksigen tersedot keluar dari jalur. Setelah Count Down Demonstration Test (CDDT) yang dilakukan pada tanggal 16 Maret 1970 ketika semua sistem diuji sementara pesawat ruang angkasa Apollo 13 duduk di atas roket Saturn V pada landasan peluncuran, cairan oksigen dingin tidak akan mengosongkan Oxygen Tank 2 sampai pipa ventilasi yang cacat.
Pendekatan normal adalah dengan menggunakan oksigen gas untuk mendorong oksigen cair keluar dari tangki melalui pipa ventilasi. Karena itu tidak berhasil, teknisi memutuskan cara termudah dan tercepat untuk mengosongkan oksigen cair adalah dengan merebusnya menggunakan pemanas di dalam tangki.
"Di setiap tangki oksigen ada pemanas dan kipas roda dayung," Woodfill menjelaskan. “Perangkat pemanas dan kipas (pengaduk) mendorong sebagian cairan dingin 02 untuk berubah menjadi gas 02 tekanan tinggi dan mengalir ke sel bahan bakar. Sebuah kipas yang juga dikenal sebagai cryo-stirrer dinyalakan setiap kali pemanas dinyalakan. Kipas berfungsi untuk mengaduk cairan 02 untuk memastikan itu konsisten dalam hal kepadatan. ”
Untuk melindungi pemanas dari panas yang berlebihan, perangkat seperti sakelar yang disebut relai mematikan daya pemanas setiap kali suhu melebihi 80 derajat F. Selain itu, ada pengukur suhu yang dapat dipantau oleh teknisi di tanah jika suhu melebihi 80 derajat F.
Pesawat ruang angkasa Apollo asli bekerja pada 28 volt listrik, tetapi setelah kebakaran tahun 1967 di Launchpad untuk Apollo 1, sistem listrik pesawat ruang angkasa Apollo telah dimodifikasi untuk menangani 65 volt dari peralatan uji tanah eksternal. Sayangnya Beech, produsen tangki gagal mengganti tangki ini, dan sakelar pengaman pemanas masih ditetapkan untuk operasi 28 volt.
"Ketika pemanas dinyalakan untuk melampiaskan tangki, tegangan yang lebih tinggi" menyatu "kontak relay sehingga saklar tidak dapat mematikan daya ketika suhu tangki melebihi 80 derajat F (27 C)," kata Woodfill.
Selain itu, pengukur suhu pada panel uji tanah hanya pergi ke 88 derajat F (29,5 C), jadi tidak ada yang menyadari panas berlebihan ini.
"Akibatnya," kata Woodfill, "pemanas dan kabel yang mendukungnya mencapai perkiraan suhu sekitar 1000 derajat F. (538 ° C), cukup panas untuk melelehkan isolasi Teflon pada kabel pemanas dan membiarkan sebagian dari mereka telanjang. . Kabel telanjang berarti potensi hubungan arus pendek dan ledakan karena kabel ini direndam dalam oksigen cair. "
Karena tangki telah jatuh, dan karena desain pemanasnya tidak diperbarui untuk operasi 65 volt, tangki itu adalah bom virtual, kata Woodfill. Kapan saja daya diberikan ke pemanas tersebut untuk mengaduk oksigen cair tangki, ledakan dimungkinkan.
Pada 55:54:53 Mission Elapsed Time (MET), para kru diminta untuk mengaduk tangki oksigen. Saat itulah kabel yang rusak di Oxygen Tank 2 korslet dan isolasi dinyalakan. Api yang dihasilkan dengan cepat meningkatkan tekanan di luar batas nominal 1.000 psi (7 MPa) dan tangki atau kubah tangki gagal.
Tetapi kembali ke sensor kuantitas pada Oxygen Tank 2. Karena suatu alasan yang belum dipahami, selama bagian awal penerbangan Apollo 13, sensor gagal. Sebelum diluncurkan, sensor kuantitas Tank 2 sedang dipantau oleh sistem telemetri terintegrasi, dan tampaknya bekerja dengan sempurna.
"Kegagalan penyelidikan itu di ruang angkasa, mungkin, alasan paling penting kru Apollo 13 hidup," kata Woodfill.
Inilah penjelasan mengapa Woodfill membuat klaim itu.
Penelitian Woodfill tentang Apollo 13 mengindikasikan bahwa prosedur operasi standar (SOP) meminta Mission Control meminta pengadukan cryo kira-kira setiap 24 jam. Untuk misi Apollo 13, kegemparan pertama datang sekitar 24 jam ke misi (23:20:23 MET). Biasanya, pengadukan cryo berikutnya tidak akan dipanggil sampai 24 jam kemudian. Prosedur aduk pemanas-cryo dilakukan untuk memastikan keakuratan pengukur kuantitas dan operasi sistem yang tepat melalui penghapusan stratifikasi O2. Sensor membaca lebih akurat karena aduk membuat oksigen cair lebih seragam dan kurang bertingkat. Setelah pengadukan pertama, jumlah oksigen yang tersisa 87% diindikasikan, sedikit di atas harapan. Aduk berikutnya datang sekitar sehari kemudian, sekitar 46:40 MET.
Pada saat heater-cryo-stir kedua ini, sensor kuantitas Oxygen Tank 2 gagal. Analisis pasca misi oleh komite investigasi menunjukkan bahwa kegagalan itu tidak terkait dengan kabel pemanas telanjang.
Hilangnya kemampuan untuk memantau kuantitas Oxygen Tank 2 menyebabkan kontrol misi ke radio kepada kru: "(Karena sensor kuantitas gagal,) kami akan meminta Anda mengaduk cryo setiap enam jam untuk membantu mengukur berapa banyak 02 yang ada di tangki 2. ”
Namun, Mission Control memilih untuk melakukan beberapa analisis situasi di Tank 2 dengan menyerukan aduk lain, tidak pada 53 jam MET tetapi pada 47:54:50 MET dan yang lain pada 51:07:41. Karena tangki oksigen lainnya, Tangki 1, menunjukkan tekanan rendah, kedua tangki diaduk pada 55:53.
"Hitung jumlah aduk sejak diluncurkan," kata Woodfill. “1. pada 23:20:23, 2. pada 46:40, 3. pada 47:54:50, 4. pada 51:07:44 dan 5. pada 55:53. Ada lima aplikasi arus ke kabel pemanas telanjang itu. Tiga yang terakhir terjadi selama periode hanya 8 jam daripada 72 jam. Jika bukan karena kegagalan yang tidak mengancam dari penyelidikan kuantitas Tank 2 dan tekanan rendah di O2 Tank 1, ini tidak akan menjadi masalah. "
Woodfill menjelaskan bahwa siapa pun yang menganalisis kegagalan perangkat keras memahami bahwa semakin sering dan lebih pendek periode antara pengoperasian komponen yang cacat mempercepat kegagalan total. NASA melakukan pengujian stres pada ratusan sistem kelistrikan menggunakan pendekatan ini. Power-up yang lebih sering pada interval yang lebih pendek mendorong sistem cacat gagal lebih cepat.
Hubung singkat dalam Oxygen Tank 2 setelah pemanas-cryo-stir kelima mengakibatkan ledakan Tangki Oksigen Apollo 13. Apakah urutan pengadukan normal dilakukan pada interval 24 jam, dan kegagalan terjadi setelah pengadukan kelima, ledakan akan terjadi setelah modul bulan, perahu kehidupan, tidak lagi tersedia.
"Saya berpendapat bahwa kerusakan sensor kuantitas adalah kebetulan dan meyakinkan pendarat akan hadir dan bahan bakar penuh pada saat bencana," kata Woodfill.
5 aktuasi pemanas pada periode 24 jam sama dengan MET 120 jam.
"Pendarat bulan akan berangkat ke Bulan pada 103,5 jam ke misi," kata Woodfill. “Pada 120 jam misi, kru Lovell dan Haise akan dibangunkan dari periode tidur mereka, setelah menyelesaikan perjalanan bulan pertama mereka delapan jam sebelumnya. Mereka akan menerima panggilan mendesak dari Jack Swigert dan / atau Pengendalian Misi bahwa ada sesuatu yang tidak beres dengan kapal Mother yang mengorbit Bulan. "
Lebih jauh, Woodfill menduga, analisis masalah kapal Swigert kemungkinan akan tertutupi oleh tidak adanya dua krunya di permukaan bulan. Masalah yang ditambahkan untuk Kontrol Misi akan menjadi gangguan komunikasi setiap kali kapal komando pergi di belakang Bulan, mengganggu telemetri yang sangat penting untuk menganalisis kegagalan. Ketika terbukti, sistem kriogenik tidak akan lagi menghasilkan oksigen, air, dan tenaga listrik, baterai darurat modul perintah itu akan diaktifkan. Kemungkinan, Pengendali Misi akan memerintahkan pembatalan pendaratan bulan sebelumnya, tetapi, tentu saja, itu akan sia-sia. Seandainya tahap pendakian pendarat kecil bertemu dan merapat dengan CM yang sudah habis, semua bahan habis pakai yang mendukung tahap keturunan akan tetap berada di Bulan.
"Mimpi buruk akan membuat kru Apollo 13 mengucapkan selamat tinggal terakhir kepada keluarga dan teman-teman mereka," kata Woodfill. "Orang hanya bisa berspekulasi bagaimana akhirnya mungkin terjadi."
Dan kemungkinan tidak akan ada Apollo 14, 15, 16 dan 17 - setidaknya tidak untuk waktu yang lama.
Aspek lain dari waktu ledakan yang dipertimbangkan Woodfill adalah, mengapa tangki tidak meledak di Launchpad?
Setelah CDDT 16 Maret, tidak ada "power-up" tambahan atau tes yang direncanakan. Namun, tidak jarang verifikasi ulang pra-peluncuran dilakukan.
“Salah satu pemeriksaan ulang seperti itu mungkin dengan mudah adalah rangkaian pemanas ini karena telah digunakan dengan cara yang tidak standar untuk mengosongkan oksigen dari tangki cryo setelah Countdown Demonstration Test (CDDT) beberapa minggu sebelumnya,” kata Woodfill. “Re-do semacam itu sering terjadi karena berbagai alasan. Untuk Apollo 13, terlepas dari sistem yang dikompromikan, tidak ada yang terjadi sampai pesawat itu aman dalam perjalanan ke Bulan. "
Namun, uji ulang rutin yang melibatkan pengadukan cryo tanpa sadar akan membahayakan kendaraan peluncuran, orang-orang pendukung, atau awak astronot.
Atau, jika sensor kuantitas gagal di tanah, kemungkinan jenis pemecahan masalah yang sama yang dilakukan oleh Mission Control dan kru Apollo 13, akan dilakukan oleh tim darat KSC.
Seandainya sensor gagal pada waktu itu, serangkaian aktuasi / pengadukan pemanas akan dilakukan untuk memecahkan masalah perangkat.
"Tentu saja, hasilnya adalah ledakan yang sama hampir 55 jam 55 menit setelah diluncurkan," kata Woodfill. "Di darat, ledakan Apollo 13 bisa merenggut nyawa Lovell dan kru jika pemecahan masalah telah dilakukan sementara kru menunggu peluncuran."
Jika pemecahan masalah telah dilakukan sebelumnya, dengan beberapa aktuasi pemanas / pengadukan selama hari-hari sebelum peluncuran, Woodfill mengatakan, “hilangnya nyawa yang mengerikan akan terjadi dengan, berpotensi, sejumlah pekerja ruang angkasa khusus Kennedy Space Center yang berdedikasi berani mencoba untuk perbaiki masalah. Dan kisah tiga puluh enam yang menjulang tinggi, Saturnus 5 akan runtuh ke bumi dalam sebuah bola api yang mengingatkan pada penghancuran roket Vanguard Amerika Desember 1957 itu. "
"Ya, fakta bahwa sensor kuantitas Oxygen Tank 2 tidak gagal pada landasan peluncuran, tetapi gagal di awal penerbangan adalah salah satu hal tambahan yang menyelamatkan Apollo 13."
Artikel tambahan dalam seri ini yang sekarang telah diterbitkan:
Bagian 4: Masuk Awal ke Pendarat
