Je leest:

Lancering Discovery uitgesteld

Lancering Discovery uitgesteld

Auteur: | 14 juli 2005

Tweeënhalf jaar na de crash van ruimteveer Columbia staat de Discovery klaar op het lanceerplatform. Op 13 juli, zou de shuttle de ruimte kiezen, maar door een probleem in de brandstoftank is de lancering uitgesteld

Tweeënhalf uur voor de geplande lanceertijd (21:51 Nederlandse tijd) ontdekte NASA’s mission control problemen in de externe brandstoftank. Een van de vier sensoren die daar testen hoe de brandstof door het systeem vloeit begon op te spelen. NASA’s veiligheidsprotocol schrijft voor dat ze allemaal perfect werken; deze sensoren bepalen tijdens de vlucht wanneer de brandstoftoevoer wordt afgesloten. Foute metingen kunnen ervoor zorgen dat de toevoer te vroeg of te laat stopt, waardoor de shuttle in een te lage baan komt of zonder brandstof zit voor de terugweg. Waarschijnlijk zit het problemen in haperende transistoren. Er is nog geen nieuwe lanceerdatum gepland.

Op 13 juli zou Discovery voor de tweede keer het spits afbijten; Discovery was al de eerste shuttle die NASA na de ontploffing van de Challenger in 1986 lanceerde. Na de crash van shuttle Columbia op 1 februari 2003 stond de shuttlevloot aan de grond terwijl verbeterde veiligheidsvoorzieningen werden ontwikkeld. Discovery’s bemanning, onder leiding van astronaute Eileen Collins, mag die testen. Discovery’s missie zal 12 dagen duren en de lancering is online te volgen via NASA TV.

Ruimteveer Discovery op het lanceerplatform. bron: NASA

Discovery’s vlucht leidt naar het internationale ruimtestation ISS, waar nieuwe voorraden en een nieuwe gyroscoop worden afgeleverd. De vier ISS-gyroscopen zorgen dat het station niet rond zijn as tolt, maar sinds juni 2002 zijn er twee uitgevallen. Eén gyroscoop is niet voldoende om het station perfect stil te houden, dus de vervanger die Discovery meeneemt is hard nodig.

De bouw van het ISS heeft door de uitgevallen shuttle-vluchten flinke vertraging opgelopen. De Amerikaanse ruimteveren zijn de enige ruimtevaartuigen met voldoende laadruimte om de grote modules van het ISS in omloop te brengen. Sinds het Columbia-ongeluk hebben Russische Soyoez-vrachtschepen het ISS bevoorraad, maar door hun kleinere laadruimte konden ze telkens maar voldoende voorraden meenemen voor twee astronauten, in plaats van de gebruikelijke drie.

Ook de Hubble-ruimtetelescoop loopt gevaar. Hubble zou tijdens een al geplande onderhoudsbeurt nieuwe camera’s, accu’s en gyroscopen krijgen, maar NASA vond de vlucht naar de ruimtetelescoop te gevaarlijk. Hubble krijgt waarschijnlijk nog één bezoek van een aards ruimtevaartuig. Een robotschip zal voor 2010 aankoppelen en de telescoop naar de oceaan laten duiken; zo wordt voorkomen dat de telescoop op bewoond gebied stort.

Door de plannen van de Amerikaanse president Bush voor bases op de maan en Mars heeft NASA minder budget voor de shuttle-vluchten en het afbouwen van ISS. NASA wil de shuttles tegen 2010 met pensioen sturen. Over de opvolger van de shuttle, het Crew Exploration Vehicle (CEV) wordt op dit moment door bedrijven als Boeing gebrainstormd. Die kunnen al tijdens het ontwerpproces nadenken over hoe zij om willen gaan met de soort beschadigingen die het einde van Columbia betekenden.

Artist’s concept van het ISS boven de Nederlandse kust. bron: ESA / M. Ducros Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Fataal schuimbrok

Nadat Columbia tijdens haar zweefvlucht terug naar de aarde ontplofte, duurde het een paar weken voor de oorzaak werd ontdekt. Tijdens de lancering was een stuk isolatieschuim van de externe brandstoftank losgeraakt. Dat sloeg 81 seconden na de start van de missie een gat in de linkervleugel van het ruimteveer. Door het gat in de hittewerende tegels kon tijdens de landing heet gas naar binnen stromen; de vleugel versplinterde en nam het ruimteveer met zich mee. De zevenkoppige bemanning kwam onmiddellijk om het leven.

NASA richtte na de ramp de Columbia Accident Investigation Board (CAIB) op. Onder leiding van Harold Gehman onderzocht de CAIB de ramp en kwam met scherpe kritiek op de veiligheidsvoorzieningen die NASA trof. De CAIB stelde negenentwintig aanpassingen aan de shuttle voor, waarvan er vijftien voor de eerstvolgende vlucht gereed moesten zijn. Drie van die aanpassingen zijn niet goed doorgevoerd, schrijft de door NASA opgerichte onafhankelijke Return to Flight Task Group (Stafford-Covey-commissie) in haar eindrapport. “Ik zou het woord ‘veilig’ niet willen gebruiken, zelfs niet na de aanpassingen van de afgelopen tweeënhalf jaar”, zei Gehman tegen het persbureau AP.

De drie niet vervulde wensen van de CAIB hebben wrang genoeg allemaal betrekking op het beschermen van de shuttle-vleugels, precies de zwakke plek die Columbia fataal werd.. Zo had Gehman’s team NASA gevraagd te zorgen dat het isolatieschuim van de hoofdbrandstoftank niet meer los kon komen bij de start. Zulke losslaande brokken kunnen door de snelle windstroom langs de opstijgende shuttle flinke schade aanrichten. Het schuim wordt nu onder toezicht van twee controleurs aangebracht, maar: “Het is een hard feit dat er altijd schuim van de tank zal vallen”, aldus de Stafford-Covey-commissie.

NASA mag dan een paar aanpassingen niet hebben doorgevoerd, in de tweeënhalf jaar sinds het Columbia-onderzoek heeft de shuttle alsnog een flinke opknapbeurt gekregen. De verbindingen tussen externe brandstoftank en de shuttle worden nu bijvoorbeeld verwarmd om ijsvorming tegen te gaan. Zo wordt voorkomen dat ijsbrokken op de vleugels vallen. Een huls om de ontploffende bouten tussen brandstoftank en shuttle zorgt dat er geen brokstukken tegen de shuttle vliegen en een digitale camera houdt in de gaten of de brandstoftank zichzelf wel zonder schade losmaakt.

Beelden van het schuimbrok dat op Columbia’s vleugel klapte. De negen frames zijn afkomstig van een hoge snelheids camera die de lancering van de space shuttle volgt. Duidelijk zichtbaar in de eerste drie frames is een voorwerp dat van de externe brandstoftank valt. In de tweede serie van drie frames verdwijnt het voorwerp onder de vleugel. Het blijft uit het zicht tot op het zevende frame een wolk brokstukken onder de vleugel vandaan komt. bron: CBS / NASA klik op de afbeelding voor een grotere versie

Reparatie, geen bescherming

Om de shuttle tegen loslatend schuim te beschermen had de CAIB extra bescherming voor de voorkant van Discovery’s vleugels voorgesteld. Als een taco zouden platen van reinforced carbon carbon om de vleugels moeten passen. Maar NASA’s onderzoekers konden geen oplossing vinden die perfect bleef zitten. Zelfs een klein kiertje tussen dekplaat en vleugel zou heet gas toelaten. De ontwerpers zouden de problemen pas eind 2006 op kunnen lossen. Veel te laat voor de vlucht van Discovery, die nu zonder bescherming de ruimte in gaat, recht tegen de tweede aanbeveling van de CAIB in.

NASA ging op zoek naar alternatieven om de vleugel in de ruimte te repareren. Eén daarvan is een kitpistool vol hittereflecterende pasta. Collins’ team gaat in het luchtloze laadruim van Discovery uittesten of die pasta in kleine vleugelkiertjes te persen is. Eenmaal terug op aarde zal NASA de dichtgekitte platen testen op hittebestendigheid. Ook proberen de astronauten kleine gaten in testpanelen af te sluiten met een afdekplaat. Of de verschillende beschermende lagen goed genoeg zijn om een ongeluk af te wenden, kan NASA pas na uitgebreide tests op de grond vertellen. De CAIB had er juist op aangedrongen Discovery met geteste beschermlagen omhoog te sturen.

Discovery-commandant Eileen Collins en haar bemanning spreken de pers toe. bron: NASA / Kennedy Space Center

Robotarm

Er is ook goed nieuws voor Discovery’s bemanning: ze mogen dan wel geen uitontwikkelde reparatie-kit aan boord hebben om eventuele schade van vallend schuim te repareren, maar ze krijgen wel extra materieel om opgelopen schade te inspecteren. Sensoren in de vleugels en een vijftien meter langere robotarm met lasers moeten elk gat in de romp opsporen.

Als Discovery tóch beschadigd raakt tijdens de lancering, zal NASA dat in ieder geval weten voor het ruimteveer weer de atmosfeer induikt: naast de extra sensoren aan boord van Discovery heeft de ruimtevaartorganisatie ook grondstations in gebruik die de shuttle in de gaten houden. Tijdens Columbia’s laatste vlucht heerste er onduidelijkheid over de aard van de schade.

De nieuwe vleugelsensoren van Discovery moeten het aantal en de hevigheid van inslagen tijdens de vlucht meten. Zo krijgt de bemanning een beeld van opgelopen schade. bron: NASA

Mocht de shuttle onherstelbaar beschadigd raken, dan kan de bemanning in ieder geval onderkomen zoeken aan boord van het ISS. Dat heeft genoeg voorraden aan boord om negen astronauten 56 dagen in leven te houden. NASA heeft naar schatting minimaal 32 dagen nodig om de shuttle Atlantis klaar te maken voor een reddingsoperatie. Assistent manager van het shuttle-programma, Wayne Hale: “Een reddingsvlucht is lastig – er moeten veel dingen goed gaan wil dat lukken. Eerlijk gezegd is het ’t laatste dat we willen proberen.”

Binnen NASA overheerst de positieve inslag. Volgens directeur Michael Griffin is Discovery klaar voor de vlucht. Dat niet alle wensen van de CAIB zijn vervuld komt volgens Griffin door de strenge bewoordingen. “We kunnen nooit zorgen dat er ‘geen enkele vorm van puin’ van de externe tank valt”, verklaarde hij. “Wij weten niet hoe dat zou moeten; niemand weet dat.”

Griffin’s organisatie heeft sinds het Columbia-ongeluk hard gewerkt aan het verbeteren van de shuttle, en heeft zo goed mogelijk gehoor gegeven aan de wensen van de Columbia Accident Investigation Board, stelt hij. Nu is het tijd om die aanpassingen te testen. “De bemanning staat klaar voor de vlucht”.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 14 juli 2005
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.