Apollo 13-olyckan kramade rymdskeppet och tog ut de två huvudsakliga syretankarna i servicemodulen. Men att ha för mycket koldioxid (CO2) blev snabbt ett problem.
Lunar Module, som användes som en livbåt för besättningen, hade litiumhydroxidbehållare för att ta bort CO2 för två män under två dagar, men ombord var tre män som försökte överleva i LM-livbåten i fyra dagar. Efter en och en halv dag i LM började CO2-nivåerna hota astronauternas liv och ringde larm. CO2 kom från astronauternas egna utandningar.
NASA-ingenjören Jerry Woodfill hjälpte till att designa och övervaka Apollos varningssystem och varningssystem. Ett av systemen som landarens varningssystem övervakade var miljökontroll.
Precis som kolmonoxid kan koldioxid vara en "tyst mördare" - den kan inte upptäckas av de mänskliga sinnena, och den kan övervinna en person snabbt. Redan i sitt arbete med att utvärdera varningssystemet för miljökontrollsystemet insåg Woodfill och hans medarbetare vikten av en CO2-sensor.
"Närvaron av den potentiellt dödliga gasen kan bara upptäckas av en sak - en instrumenteringsomvandlare", sa Woodfill till Space Magazine. "Jag hade en oroande tanke, 'Om det inte fungerar, skulle ingen vara medveten om att besättningen kvävs av sitt eget andetag.'"
Sensorns uppgift var helt enkelt att konvertera innehållet av koldioxid till en elektrisk spänning, en signal som överförs till alla, både markstyrenheterna och hyttmätaren.
"Mitt system hade två kategorier av larm, den ena, ett gult ljus för försiktighet när astronauten kunde åberopa en säkerhetsplan för att undvika en katastrofisk händelse, och den andra, en bärnstensvarningsindikering för överhängande livshotande misslyckande," förklarade Woodfill. ”Eftersom koldioxidinnehållet ombord stiger långsamt tjänade larmsystemet helt enkelt till att råda och varna besättningen att byta filter. Vi ställer in tröskeln eller "trippnivån" för larmsystemets elektronik för att göra det. "
Och kort efter explosionen av Apollo 13: s syretank bestämde bedömningen av livbärande system att systemet för borttagning av koldioxid (CO2) i månmodulen inte gjorde det. System i både Command och Lunar Modules använde kapslar fyllda med litiumhydroxid för att absorbera CO2. Tyvärr kunde de rikliga kapslarna i den förkrossade kommandomodulen inte användas i LM, som hade utformats för två män i två dagar, men ombord var tre män som försökte överleva i LM-livbåten i fyra dagar: CM hade fyrkantiga kapslar medan LM hade runda.
Som det så detaljerats så väl av Jim Lovell i sin bok "Lost Moon", och därefter beskrivs i detalj i filmen "Apollo 13", en grupp ingenjörer ledd av Ed Smylie, som utvecklade och testade livssystem för NASA, konstruerade en kanal-tejpad-jury-riggat CO2-filter, med bara det som fanns ombord på rymdskeppet för att konvertera de rikliga fyrkantiga filtren till arbete i det runda LM-systemet. (Du kan läsa detaljerna om systemet och dess utveckling i vår tidigare serie "13 saker".)
Naturligtvis hade historien ett lyckligt slut. Apollo 13-granskningsnämnden rapporterade att Mission Control gav besättningen ytterligare instruktioner för att fästa ytterligare patroner när det behövdes, och koldioxidpartietrycket förblev under 2 mm Hg under resten av jordåterresan.
Men historien om Jerry Woodfill och CO2-sensorn kan också tjäna som en inspiration för alla som känner sig besvikna i sin karriär, särskilt inom STEM (vetenskap, teknik, teknik och matematik), och känner att det du gör kanske inte riktigt materia.
"Jag tror att nästan alla som kom till NASA ville vara en astronaut eller en flygdirektör, och jag kände alltid att min karriär minskades av det faktum att jag inte var en flygkontrollant eller astronaut eller ens en vägledande och navigationsingenjör," Woodfill sa. ”Jag var det som kallades instrumenteringsingenjör. Andra hade sagt att detta är den typ av jobb som var överflödigt. ”
Träfyllning arbetade på rymdfarkostens metallpaneler som höll brytare och mätare. "Troligtvis kan en maskiningenjör inte hitta ett sådant jobb spännande," sade han, "och för att tänka, jag hade en gång studerat fältteori, kvantelektronik och andra hårda discipliner som en kandidat för ris elektroteknik."
Senare, för att lägga till missnöjet, var ett samtal med en annan ingenjör. "Hans kommentar var:" Ingen vill bli en instrumenteringsingenjör, "påminde Woodfill," trodde att det är en återvändsgränd, bäst undvikas om man vill bli befordrad. Det verkade som om instrumentation betraktades som ett slags "menial servant" vars låga jobb var att betjäna slutanvändare som radar, kommunikation, elektrisk kraft även vägledningsdatorer. I själva verket kan användarna lika enkelt integrera instrumentering i sina enheter. Då skulle det inte behövas någon autonom grupp instrumenterings killar. ”
Men efter en del förändringar i ledning och arbetskraft blev Woodfill ledande kommandomodul för varning och varningsprojektingenjör, liksom Lunar Lander försiktighets- och varningsledning - ett jobb som han trodde ingen annan verkligen ville ha.
Men han tog på sig jobbet med gusto.
"Jag besökte med ett dussin eller fler chefer av artiklar som varningssystemet övervakade för misslyckande," sade Woodfill. Han sammankallade ett NASA-Grumman-team för att överväga hur man bäst kan varna för CO2 och andra hot. ”Vi behövde avgöra vid vilken tröskelnivå bör varningssystemet ringa ett larm. Alla komponenter måste fungera, börja med CO2-sensorn. Signalen måste passera därifrån genom den sändande elektroniken, ledningar, och slutligen nå mitt varningssystem "hjärna" känd som varnings- och varningselektronikförsamlingen (CWEA). "
Och så, bara några timmar efter explosionen på Apollo 13, kallade Mission Engineering Manager Woodfill till sitt kontor.
"Han ville diskutera mitt varningssystem som ringer koldioxidlarm," sa Woodfill. "Jag förklarade berättelsen och placerade kalibreringskurvorna för CO2 Partial Pressure Transducer framför honom och visade honom vad den här instrumentenheten berättar om hotet för besättningen."
Det Woodfill en gång hade ansett vara trivialt var helt avgörande för att rädda Apollo 13-astronautbesättningen. Ja, instrumentering var lika viktigt som alla avancerade system ombord på kommandoskeppet eller månlandaren.
”Och jag trodde, utan det troligt, ingen skulle ha känt att besättningen var i allvarlig fara,” sade Woodfill, ”än mindre hur man räddade dem. Instrumentationsteknik var trots allt inte ett dåligt karriärval! ”
Detta är ett exempel på teaminsatsen som räddade Apollo 13: att personen som arbetade på givaren åren tidigare var lika betydelsefull som den som kom fram till den geniala kanalbandslösningen.
Och det var en av de ytterligare sakerna som räddade Apollo 13.
Ytterligare artiklar i denna serie:
Del 4: Tidigt inträde i Lander
