Obs: För att fira 40-årsjubileet för Apollo 13-uppdraget, under 13 dagar, kommer Space Magazine att innehålla "13 saker som räddade Apollo 13", och diskuterade olika vändpunkter för uppdraget med NASA-ingenjören Jerry Woodfill.
När besättningen på Apollo 13 slog ihop den förkrossade servicemodulen när de närmade sig Jorden, såg de omfattningen av skadan från explosionen av en syretank. "Det finns en hel sida av det rymdskeppet!" Jim Lovell sändes till Mission Control, hans röst återspeglade hans otrolighet när han såg skadorna på en 13-ft-panel som blåstes från rymdskeppet. Situationen kunde dock ha varit mer allvarlig. Värmeskölden på kommandomodulen kunde ha skadats. Dessutom sa NASA-ingenjören Jerry Woodfill att istället för att panelen blåser ut, explosionen kunde ha - och kanske borde ha - sett kommandomodulen från servicemodulen.
Foton som tagits av Apollo 13-besättningen efter att servicemodulen drogs in för att förbereda kommandomodulens återinträde via värmeskölden avslöjade att panelen inte bara saknades från rymdskeppets sida - blåstes ut i rymdens enorma område av exploderande tryck från detonerande syre - det var också skada på Hi Gain-antennen, till höger om fordonets ritning ovan, vilket indikerar att panelen hade katapulterat ut i rymden och slog antennen. Vad bilderna inte kunde visa och vad Apollo 13-besättningen inte kunde se var om det fanns någon skada på kommandomodulens värmesköld.
"Den strukturella utformningen av interiören i servicemodulen är att den har en lång öppen tunnelliknande volym i mitten av modulen, cirka 30 tum med 13 fot," sade Woodfill. ”Tunneln är ungefär som en skorsten så att gaser, vätskor eller partiklar lätt kan röra sig genom den mot huvudmotorklockan till höger och värmeskölden till vänster. Tunneln är inte tätad så att den explosiva kraften från det brinnande syret från den exploderade O2-tanken 2 skulle kunna komma ut i och runt tunneln i riktning mot både värmeskölden och huvudmotorn. ”
Woodfill sade oro i Mission Control att granater från den exploderande tanken hade kommit in i tunneln och kanske till slut orsakade skador på både värmeskölden och huvudmotorn. Huvudmotorn var inte den största frågan, eftersom besättningen kunde använda lunarlanderns härkomstmotor. (se vår tidigare artikel, "Använda LM för framdrivning.") Men det fanns bara en värmesköld, och den var tvungen att arbeta för att kapseln och besättningen skulle kunna överleva den brinnande återföringen genom jordens atmosfär.
Tack och lov, som det visade sig, värmeskölden skadades inte.
Men nästan mirakulöst, sade Woodfill, kommandomodulen och servicemodulen förblev anslutna efter explosionen, medan explosionens inre tryck rakade utpanelen in i rymden.
"Fäststyrkan för servicemodulpanelen till strukturen krävde ett betydande inre tryck på 24 kilo per kvadrat tum för att ta bort den från servicemodulen," sade Woodfill. ”Ett mycket lägre tryck krävdes för att separera kommandomodulen med sin värmesköld från servicemodulen, bara 10 pund per kvadrat tum. Man kan bara spekulera i varför panelen blåste och besättningen kapsel / service modul tillbehör förblev intakt. "
Eftersom det inte finns något lufttryck i rymden, förklarade Woodfill, var kraften som höll ihop fordonen styrkan i deras mekaniska fästen.
”Två påtryckningar var på arbetet,” sade han. ”Varje försök att övervinna respektive fästkrafter: kraften som fäst servicemodulen till kommandokapseln och kraften som fäst servicemodulpanelen till servicemodulen. Eftersom syrgasens explosiva tryckkraft omedelbart applicerades med stor styrka på panelen, skulle denna överväldigande kraft förväntas spränga den panelen bortsett från fordonet och överskrida fäststyrkan på 24 pund per kvadrat tum. Man kan dock förvänta sig att avluftning av resterande explosivt syre inom ramen för servicemodulen övervinner fäststyrkan mellan de två fordonen och separerar dem. ”
Ändå gjorde det inte det. Varför?
"Uppenbarligen fungerade närvaron av" tankage "och annan struktur för att mildra och sprida den plötsliga tryckstigningen innan den nådde gränssnittet mellan fordonen," sade Woodfill. Men om en skärv från den exploderade O2-tanken 2 hade punkterat någon av de närliggande tankarna, skulle troligen en sekundär explosion av någon av dem ha spridit både explosionen och tryckuppbyggnaden. I så fall skulle säkerligen fordonen ha upplevt antingen en dödlig avskiljning eller dödlig skada på värmeskölden.
En bit skrapnel sprickade VVS mellan syretankarna som gjorde att syret läckte ut ur tank 1, vilket orsakade fullständig maktförlust i kommandomodulen, för utan syre kunde bränslecellerna inte fungera.
Vissa kan säga att det inte var viktigt att ha servicemodulen kopplad till kommandomodulen - det var bara dödvikt ändå. Andra problem kan emellertid ha utvecklats utan att servicemodulen bifogas, enligt Apollo 13-felrapporten. Att ha värmeskölden utsatt för låga temperaturer under en lång period kan ha skadat den, och interna kommandomodulens termiska problem kan uppstå om servicemodulen stängdes för tidigt.
Dessutom förväntades flygkontrollproblem om kommandomodulen inte bifogades.
Den omedelbara förlusten av servicemodulen skulle ha inneburit omedelbar förlust av restkraften från bränslecellerna medan besättningen och uppdragskontrollen brottade för att förstå problemet. Detta skulle ha krävt en mycket större strömavladdning på dessa nödbatterier i den utsträckning man undrar om den senare "sladdladdningen" från landarens batterier skulle ha varit tillräcklig för återinföring.
Naturligtvis, eftersom servicemodulen slogs in innan besättningen åter gick in (och SM själv senare brann upp i jordens atmosfär) kunde ingen göra någon "kriminalteknisk analys" eller en teknisk "obduktion" på den delen av rymdskeppet.
"För mig är det fantastiskt att den ena, värmeskölden inte skadades av explosionen, och två, anslutningen som tål högre tryck slutade blåsa medan den svagare anslutningen stannade tillsammans," sade Woodfill.
Men det var bland de många saker som räddade Apollo 13.
Nästa: Del 9: Vilken tank skadades
Tidigare artiklar från serien “13 saker som räddade Apollo 13”:
Introduktion
Del 3: Charlie Duke's Measles
Del 4: Använda LM för framdrivning
Del 5: Oförklarad avstängning av Saturn V Center Engine
Del 7: The Apollo 1 Fire
Också:
Fler läsarfrågor om Apollo 13 besvarat av Jerry Woodfill (del 2)
Sista omgången av Apollo 13 frågor besvarade av Jerry Woodfill (del 3)
