Let baksuznog Apolona

Čuvena rečenica („Houston, we have a problem!“) kojom Svajdžert, a zatim i Lovel obaveštavaju komandu leta da se desio incident, bezbroj puta je citirana i odavno je ušla u popularnu kulturu, ali u stvarnosti nikad nije izgovorena u ovoj formi. Tačan transkript glasi: „Houston, we’ve had a problem!“ Sličnih literarnih ulepšavanja bilo je i ranije, kao kad je Armstrong nakon prvog koraka na Mesecu rekao: „…small step for men…“ a istorija to zabeležila kao „small step for a man…“.

Malo je poznato da je posada Apola 13 inicijalno izgledala sasvim drugačije. Za komandanta misije bio je viđen Alan Šepard, legendarni veteran, jedan od „sedmorice veličanstvenih“ projekta Merkjuri, i prvi Amerikanac koji je napravio suborbitalni kosmički let. Međutim, Šepard je morao da operiše srednje uho kako bi rešio akutan problem sa ravnotežom i orijentacijom. Operacija je uspela, ali mu je oporavak uskratio značajan deo treninga, pa je umesto na Apolu 13, Šepard leteo tek na Apolu 14. Umesto njega, mesto je zauzeo drugi proslavljeni veteran Džim Lavel, koji je dva puta leteo na Džeminiju, a zatim i na istorijskom Apolu 8 (prvo napuštanje Zemljine orbite i prvi let oko Meseca). Za Lavela ovo je bila poslednja prilika da kruniše svoju sjajnu karijeru nečim neuporedivim: hodanjem po Mesecu.

Pilot komandnog broda trebalo je da bude Ken Matingli, ali je on, nedugo nakon poletanja došao u kontakt sa virusom rubeola na koji nije bio imun. Do poslednjeg dana Matingli se nadao da ga lekari neće skinuti sa misije, makar mu dali konjsku dozu gama-globulina. Međutim, NASA je bila nemilosrdna i na njegovo mesto je postavila Džeka Svajdžerta, rezervnog pilota. Jedino je Fred Hejz, pilot lunarnog modula, zadržao originalno mesto u posadi.

Posle Apola 13, Lavel, Svajdžert i Hejz, iako ovenčani najvećim državnim priznanjima, nikad više nisu leteli u kosmos. Lavel se, sad već prestar za nova iskušenja, okrenuo biznisu i publicistici da bi na kraju otvorio i sopstveni restoran. Hejz je imao ambiciju da ostane astronaut, ali nije dogurao dalje od probnih, niskih letova šatla. Svajdžert se nakon tavorenja u NASA okrenuo politici da bi 1982. godine bio izabran za kongresmena (u prethodnom pokušaju da dobije republikansku nominaciju pobedio ga je Nil Armstrong). Nažalost, Svajdžert nikad nije preuzeo funkciju na koju je izabran: umro je nekoliko dana pre polaganja zakletve.

Istraga je pokazala da je do havarije došlo usled „dugog i složenog niza nesrećnih okolnosti, brojnih ljudskih grešaka i neadekvatnog dizajna samog rezervoara sa tečnim kiseonikom“. Kako je istraga pokazala, sporni rezervoar broj 2 bio je svojevremeno ugrađen na Apolo 10, ali je nakon toga demontiran kako bi bio usavršen. Kao sasvim nov i detaljno testiran u skladu sa procedurom, ugrađen je ponovo na Apolo 13 i spremljen za dalje probe na zemlji. Tokom jednog od rutinskih eksperimenata, rezervoar je napunjen tečnim kiseonikom bez problema, ali je njegovo pražnjenje iznenada zakazalo. Više od 11 dana inženjeri su grozničavo pokušavali da smisle način kako da istoče rezervoar, ali bez rezultata. Jedan nebitan detalj dospeo je u centar pažnje: ispostavilo se da je usled greške mehaničara prilikom demontaže sa Apola 10, rezervoar nekontrolisano pao sa visine od oko pet centimetara. Takav „smešan“ pad nije mogao da ošteti složenu unutrašnju strukturu rezervoara, ali je verovatno pokrivio sistem drenažnih cevi koje služe za pražnjenje rezervoara (ove cevi se, inače, ne koriste u regularnom letu).

Jednostavna ideja da se sporni rezervoar baci i zameni novim nije prihvaćena jer bi takva operacija zahtevala složenu demontažu većeg dela servisnog modula, što bi verovatno dovelo do dodatnih troškova i odlaganja misije bar za mesec dana. Umesto toga, inženjeri su došli na ideju da iskoriste grejače ugrađene u sam rezervoar. Podizanjem temperature u rezervoaru, pritisak kiseonika u njemu narastao bi do mere potrebne za otvaranje sigurnosnog ventila rezervoara (nalik na onaj koji ima svaki bojler) kroz koji bi lagano iscureo sav (ili veći) deo uskladištenog kiseonika. Ovakva „ventilacija“ sadržaja bila bi veoma lagana i kontrolisana, jer bi termostat, takođe ugrađen u rezervoar, isključivao grejač čim temperatura u rezervoaru dostigne 27 stepeni. Realizaciju ove ideje odobrili su Džim Lavel i Ken Matingli, nesuđeni pilot komandnog modula (vidi okvir „Posada“).

Grejač i termostat priključeni su na električnu mrežu i proces pražnjenja rezervoara počeo je baš kao što je i zamišljeno. Međutim, na jedan važan detalj niko nije obratio pažnju. Sredinom šezdesetih godina NASA je za pogon i testiranje komponenti koristila napon od 28 V, ali je on kasnije podignut na mnogo praktičnijih 65 V. U skladu sa tim, zamenjeni su i prilagođeni svi električni i elektronski podsistemi, ali je termostat na rezervoaru nekako promakao, valjda zato što je rezervoar bio izrađen u prethodnom periodu. Priključen na mnogo viši napon od nominalnog, termostat je „zalepio“. Kontakti termostata zaduženog za prekid i aktiviranje rada grejača zavarili su se u položaju koji je grejaču omogućio da radi u kontinuitetu, bez prekida.

Ovo je dovelo do nekontrolisanog rasta temperature u rezervoaru, do nivoa od oko 500 °C u dužem vremenskom periodu. Nažalost, ovo niko nije primetio jer je merač temperature u rezervoaru pokazivao svega 30 °C, s obzirom na to da njegova temperaturna skala nije mogla da pokaže veću vrednost. Na to su se nadovezale i druge ljudske greške: niko nije primetio da struja neprekidno protiče kroz grejač, iako bi, zahvaljujući termostatu, grejač morao da ima povremene prekide u radu. Takođe, nikom nije bilo sumnjivo što se pritisak u rezervoaru značajno smanjio za svega nekoliko sati umesto za nekoliko dana kao što se to očekivalo prema proračunu.

Sam rezervoar imao je dovoljno čvrstu konstrukciju da izdrži visoku temperaturu i pritisak daleko veći od projektovanog tako da je, spolja gledano, sve bilo u najboljem redu. Međutim, visoke temperature dovele su do topljenja teflonske izolacije na žicama u samom rezervoaru, pri čemu su naročito kritične one koje dovode struju u elektromotore koji pokreću lopatice za homogenizaciju sadržaja rezervoara. Od tog trenutka, rezervoar je postao ekstremno opasan – najmanja varnica između golih žica mogla je da dovede do katastrofe. Sam teflon u rezervoaru je nezapaljiv u normalnim okolnostima, ali u kontaktu sa čistim kiseonikom iz rezervoara gori sporo, ali postojano.

Upravo to se i desilo tokom leta Apola 13. Nakon pokretanja motora za homogenizaciju sadržaja rezervoara došlo je do iskrenja koje je dovelo do požara u rezervoaru. Pogrešno se smatra da je rezervoar usled toga eksplodirao (da se to desilo, šteta bi bila daleko veća, ako ne i katastrofalna). Rezervoar je tako projektovan da se u slučaju ekstremnih opterećenja kontrolisano „raspada“: na njemu je, verovatno, došlo do stvaranja velike naprsline kroz koju je u kratkom roku iscureo kompletan kiseonik. Ovo je, opet, dovelo do porasta pritiska u servisnom modulu do tačke kada to oplata više nije mogla da izdrži. Eksplozivni udar koji su osetili astronauti verovatno je izazvan izletanjem jednog od panela oplate, a ne eksplozijom rezervoara. Mehanička oštećenja unutrašnje strukture verovatno su zahvatila i cevi vezane rezervoar kiseonika broj 1 tako da je pritisak i u njemu počeo da pada, nešto laganije nego u rezervoaru broj 2 (zato su astronauti kroz prozor broda još dugo mogli da vide pramenove gasa koji curi iz servisnog modula). Bez kiseonika rad gorivnih ćelija više nije bio moguć i Odisej je ubrzo ostao bez električne energije.

DOVITLJIVOST: Odisejev filter za ugljen-dioksid montiran na Akvarijusovo ležište

Kiseonik: Prva briga koja je svima pala na um bila je, zapravo, najmanja. Ispostavilo se da bi rezerve kiseonika potrajale mnogo duže od ostalih kritičnih sistema. Lunarni modul imao je znatne rezerve kiseonika s obzirom na to da je atmosfera u njemu morala da se obnavlja nakon svakog izlaska astronauta na Mesečevu površinu. Postojale su i dodatne boce sa kiseonikom u komandnom modulu kao i rezerve kiseonika u astronautskim odelima. Realno, rezerve su bile dovoljne da održe tri čoveka u životu tokom osam do deset dana.

Trajektorija: Postoji mnogo načina da se leti od Zemlje do Meseca. Prvi Apolo letovi obavljeni su po takozvanoj free return trajektoriji ili, u prevodu, po putanji sa „besplatnom povratnom kartom“. Ovakva trajektorija u idealnom slučaju predstavlja jako izduženu „osmicu“ koja u centrima krugova ima Zemlju i Mesec. Teoretski, brod može da leti ovom trajektorijom a da uopšte ne troši gorivo na promenu kursa, jednostavno vođen gravitacionim silama dva nebeska tela. Ovakva putanja je daleko najsigurnija jer i u slučaju kompletnog otkazivanja glavnog motora obezbeđuje povratak u Zemljinu orbitu, takoreći bez ikakve intervencije. Međutim, kada je NASA počela da cilja delove Meseca koji su teže dostupni (poput kratera „Fra Mauro“, konačnog odredišta Apola 13), ovakva putanja više nije bila optimalna. Zato je Apolo 13 relativno rano na svom putu ka Mesecu napustio svoju free return putanju i zaputio se, poput Apola 12, „stazom kojom se ređe ide“, tj. „hibridnom trajektorijom“, koja zahteva nekoliko korekcija kursa, bez unapred rezervisane povratne karte. Da je do havarije došlo nešto ranije i da se motor Odiseja mogao koristiti, komanda leta bi naredila „direktni prekid misije“, što podrazumeva polukružni zaokret u kosmosu i brz povratak kući. Ali, nadomak Meseca i sa obogaljenim Odisejem, manevar više nije bio moguć. Umesto toga, jedan od prvih zadataka posade i kontrole leta nakon havarije bio je da kompoziciju Odisej–Akvarijus vrati na putanju besplatnog povratka u što kraćem roku. S obzirom na to da se na glavni raketni motor Odiseja nije moglo računati, izmena kursa obavljena je motorom Akavrijusa koji uopšte nije bio predviđen za ovakve svrhe (njegov jedini zadatak bio je da meko spusti dva astronauta na Mesec). Ni upravljanje svojeglavom kompozicijom koja je neprekidno klizala sa kursa i pretila da izgubi željenu orijentaciju, kombinacjiom motora i komandi koja nikad ranije nije bila isprobana u praksi, nije bilo ništa jednostavnije. Pa, ipak, promena kursa je uspela i astronauti su se našli na povratnoj stazi. Ta staza vodila je oko Meseca, uz još jednu korekciju kursa kako bi se „naciljao“ Pacifik kao mesto sletanja (gde su bile skoncentrisane masivne američke pomorske snage), umesto južnog Atlantika ili Indijskog okeana. Ovakva korekcija putanje neplanirano je odvela astronaute daleko iza nevidljive Mesečeve strane, mnogo dalje nego bilo koju posadu Apola pre ili posle njih. Tako su Lavel, Svajdžert i Hejz i zvanično postali ljudi koji su otišli najdalje od kuće. Da stvar bude još paradoksalnija, povratak u Pacifik bio je tako precizan da je komandni modul zamalo pao na palubu Ivo Džime, najbližeg nosača aviona (rastojanje je bilo manje od dva kilometra). Nijedna druga Apolo ekspedicija nije ponovila ovako precizno sletanje.

Navigacija: Da bi se znalo kako se i kuda leti, neophodno je da brod u svakom trenutku ima ispravnu orijentaciju u prostoru. Tačna orijentacija naročito je bitna pred samo aktiviranje motora i tokom njihovog rada jer i najmanja greška može brod da odvede na potpuno pogrešnu trajektoriju, čak i na onu sa koje više nema povratka. Orijentacija u kosmosu obično se vrši pomoću zvezda: uprošćeno rečeno, dovoljno je da identifikujete nekoliko poznatih zvezda na nebu pa da na osnovu uglova pod kojim ih vidite vrlo precizno znate kako je brod okrenut. Komandno-servisni modul mogao je karakteristične zvezde da traži automatski, ali lunarni modul nije imao takvu aparaturu. Astronauti su zato obučeni da sami uoče potrebne „svetionike“ na nebu, ali je nakon havarije u servisnom modulu čitav vidokrug oko broda bio preplavljen otpadom i krhotinama nastalim tokom eksplozije. Kroz oblak svakovrsnog svetlucavog šuta ispravna identifikacija zvezda bila je skoro nemoguća. Poslednje rezerve struje iz servisnog modul iskorišćene su upravo da bi se koordinate poznatih zvezda prebacile iz kompjutera komandnog modula u lunarni modul. Naknadne provere ispravne orijentacije vršene su vrlo primitivno: astronauti su u datom trenutku dobijali instrukcije da okrenu brod tako da im Sunce sija u teme kroz jedan prozor, da bi kroz drugi prozor i krst teleskopa proverili da li vide Zemlju ili ne.

Struja: Za razliku od komandnog modula, lunarni modul nije imao gorivne ćelije i oslanjao se samo na klasične baterije projektovane za dva dana rada. Da bi se njihov vek produžio, bilo je neophodno pogasiti skoro sve što nije bilo esencijalno: od svetla u kabini do kompjutera. Hejz je brzo sačinio listu stvari koje se ne smeju isključiti: radio-veza 1,3 ampera; kontrola vazduha, šest ampera… Sve u svemu, oko 20 ampera, manje od polovine regularne potrošnje. Time je vek trajanja baterija produžen na prihvatljivih pet dana, dovoljno do trenutka povratka na Zemlju. Sa tako malo struje direktni prenosi iz kosmosa morali su da budu otkazani, čak je i obična radio-komunikacija sa Zemljom bila otežana.

Ugljen–dioksid: Vazduh u kojem je procenat CO₂ prevelik je toksičan, čak i ako u njemu ima sasvim dovoljno kiseonika. Ako bi koncentracija CO₂ dostigla osam odsto, posada bi nakon pet do deset minuta pala u san bez buđenja. U regularnim uslovima, vazduh se prečišćava pomoću filtera načinjenih od litijum-hidroksida. Da bi filteri radili, neophodno je da vazduh kroz njih struji pomoću ventilatora koji rade na struju. Pošto je komandni modul ostao bez struje, njegov sistem za kondicioniranje vazduha bio je beskoristan. Akvarijus je imao svoje filtere, ali oni su bili napravljeni tako da traju mnogo kraće, otprilike koliko i samo spuštanje na Mesec. Rezervni filteri nalazili su se u servisnom delu mesečevog modula, a njemu se moglo pristupiti samo sa spoljne strane, nakon spuštanja na Mesec. Jedini izlaz bio je da se litijumski filteri iz komandnog modula prebace u lunarni modul što ne bi bio problem da su ti filteri „pasovali“. Nažalost, Odisejevi filteri bili su četvrtastog oblika dok su ležišta za filtere u Akvarijusu bila manja i okrugla. NASA je napravila tim ljudi čiji je zadatak bio da od materijala koji je dostupan astronautima napravi nekakav „adapter“ koji će veliki četvrtasti filter umetnuti na okruglo sedište. Rešenje je nađeno nakon mnogo grozničavih sati eksperimentisanja, kada je nivo CO₂ u kabini već počeo da dostiže zabrinjavajući nivo. Improvizovano rešenje napravljeno je od plastike, kartona i lepljive trake, a višak rupa zapušen je vlažnim maramicama i čarapama.

Hladnoća: Sa svim sistemima na minimumu, održavanje normalne temperature u brodu postalo je nemoguće. Temperatura je ubrzo pala na manje od 10 °C, protiv čega su se astronauti borili kako su znali i umeli, uglavnom duplim gaćama i apsolutnim mirovanjem. U uslovima bestežinskog stanja oko tela se stvara sloj zagrejanog vazduha koji je relativno postojan usled nepostojanja konvekcije. Međutim, najmanji pokret bio je dovoljan da „razveje“ ovaj tanušni sloj izolacije tako da je svaka kretnja bila praćena napadima drhtavice. Naročito su mrzla stopala, pa su se astronauti ispomagali dobro izolovanim čizmama predviđenim za šetnju po Mesecu. S obzirom na to da je bilo predviđeno da po Mesecu šetaju dvojica astronauta, jedan par čizama je nedostajao. Treći astronaut snalazio se tako što je prstima masirao promrzle tabane. Unutrašnjost broda bila je toliko hladna da se astronautima „video dah“ čak i nakon spuštanja komandnog modula u Pacifik i ekstremnih temperatura kojima je modul bio izložen tokom prolaska kroz Zemljinu atmosferu.

Kondenzacija: Niska temperatura dovela je do kondenzacije vlage koja se neprekidno gomilala u vazduhu usled disanja i znojenja. Ubrzo su svi instrumenti, zidovi i prozori kabine bili prekriveni tankom skramom vode koju je bio neophodno ukloniti kako bi se obavile najjednostavnije stvari (očitavanje brojača ili provera kursa). Tokom ponovnog aktiviranja komandnog modula neposredno pred povratak u Zemljinu atmosferu, strahovalo se da će kondenzat sakriven iza komandnih tabli dovesti do još nekog kratkog spoja koji bi ovoga puta mogao da bude fatalan. Srećom, nakon 1967. i požara u modulu Apola 1 na zemlji koji je ubio trojicu astronauta, komandni modul bio je tako dobro osiguran od varničenja da je ceo proces reaktivacije električnih uređaja prošao bez problema.

Voda: Hemijskom reakcijom vodonika i kiseonika u gorivnim ćelijama dobijala se ne samo električna energija već i pitka voda. Prestankom rada gorivnih ćelija, nestašica vode postala je akutna tako da je Lavel bio prinuđen da postojeće rezerve deli na kašičicu. Ovo, naizgled, nije predstavljao ozbiljan problem jer je u uslovima bestežinskog stanja osećaj žeđi mnogo manje izražen nego na Zemlji. Međutim, usled smanjenog unosa tečnosti astronauti su imali ozbiljan debalans elektrolita u organizmu, što se direktno odražavalo i na njihove psiho-fizičke sposobnosti. Lavel je u jednom trenutku umalo napravio katastrofalnu grešku, spremajući se da umesto pomoćnih motora aktivira onaj glavni, nešto što je kasnije objašnjeno teškom dehidracijom i iscrpljenošću. Da stvar bude gora, voda nije bila potrebna samo za piće već i za hlađenje nekih delova elektronike sklonih pregrevanju. Tako su se rezerve vode tanjile još brže. Međutim, postojalo je rešenje i za to: da je voda za hlađenje sistema sasvim presušila, astronauti bi urinirali direktno u rashladni sistem.

Urin: Čak i trivijalni problemi odjednom su postali teško rešivi. Prema redovnoj proceduri, urin se u svemir izbacivao iz komandnog modula kroz specijalno crevo sa električnim grejačima koji su sprečavali smrzavanje tečnosti. Kako je komandni modul ostao bez struje, korišćen je alternativni ispust u Odiseju, ne tako sofisticiran, ali funkcionalan. Prilikom jednog istakanja urina, komanda leta je naredila da se sa tim prekine, jer su se kristali urina gomilali oko broda i otežavali precizno daljinsko očitavanje položaja i brzine. Zabrana je bila privremena, ali su je zbog greške u komunikaciji astronauti shvatili kao permanentnu i počeli da gomilaju kese i kanistere sa urinom svud oko sebe, što je u nedostatku adekvatnog prostora i posuda bio ozbiljan problem. Da stvar bude teža, astronauti su tokom grozničavih aktivnosti nakon havarije, a sve radi uštede u vremenu, urinirali u kese koje se regularno nose ispod odeće, ali samo unutar svemirskih odela. Neminovna curenja dovela su do toga da su se astronauti bukvalno kupali u sopstvenom urinu što je, uz smanjen unos tečnosti, povećavalo rizik od infekcije. Nastradao je Hejz, koji se na Zemlju vratio sa teškim uretritisom od kojeg se kasnije dugo lečio.

Toplotni štit: Kada su stigli nadomak Zemljine atmosfere, astronauti su reaktivirali komandni modul koristeći njegove očuvane baterije, a zatim odbacili servisni modul kako bi ga fotografisali. Ispostavilo se da je poveliki segment njegovog perimetra bio razoren. Nakon toga, uz jedno setno i veliko „hvala“, odbačen je i Akvarijus, lunarni modul koji im je, zapravo, spasao život. I servisni i lunarni modul sagoreli su u Zemljinoj atmosferi. Ostala je poslednja briga: komandni modul u atmosferu ulazi svojom tupom osnovom koja je od aerodinamičkog zagrevanja (reda nekoliko hiljada stepeni Celzijusa) zaštićena debelim termoizolacionim slojem visoke čvrstoće i otpornosti. Niko nije mogao da bude sasvim siguran da havarija u servisnom delu (na koji je komandni modul direktno naslonjen) nije izazvala oštećenja i na aerodinamičkom štitu. Mala oštećenja nisu mogla da budu problem jer se radilo o ablativnom materijalu koji se prilikom zagrevanja topi i lagano spada sa letelice, usput popunjavajući sitne prskotine u materijalu. Međutim, velike rupture mogle su da budu fatalne (nešto što se mnogo kasnije desilo šatlu Kolumbija). Kako je inspekcija štita bila nemoguća, ovaj problem nije detaljnije ni ispitivan. Sve je prepušteno sreći i božjoj volji.