Wahadłowce. Lądowanie, którego nigdy nie było

Okęcie. Niekończąca się kolejka do bramki nie byłaby może niczym dziwnym, gdyby nie to, że obsługa lotniska wykazywała wyższą niż zwykle nerwowość. I nie, nie wywoływał jej kolejny odwołany czarter na Teneryfę, ale migające na czerwono ekrany: anulowano, anulowano, anulowano.

Na ekranie radaru pojawił się punkt oznaczony numerem 7700. Uparcie przesuwa się w stronę, która nie pozostawia wątpliwości - ten samolot będzie lądował na naszym lotnisku. 7700 zawsze budzi u kontrolerów lotu dreszcz ekscytacji i zaniepokojenie. Sytuacja awaryjna. Mayday. Natychmiastowe lądowanie.

Przestrzeń powietrzna została oczyszczona. W ciągu 40 sekund służby lotniska stanęły w pełnym pogotowiu. Co to będzie? Jumbo jet? Airbus A380? Na niebie zamajaczył dziwny kształt. Nie przypominał niczego znajomego. Na boeinga zdecydowanie za mały - no, chyba że to 737, ale te skrzydła, ta sylwetka...

Radio milczy. Dlaczego?

Pewnie dlatego, że promy kosmiczne nie używają do komunikacji z lotniskiem zwykłych częstotliwości; że w ogóle nie komunikują się z lotniskiem takim jak Okęcie. Przecież nie lądują między przeciętnymi airbusami czy embraerami. Jeśli taka sytuacja miałaby kiedykolwiek miejsce, oznaczałoby to tylko jedno: sytuację krytyczną.

Awaria tylko w symulatorze

Wysłanie człowieka w Kosmos na kilkuset tonach płonącego paliwa wydaje się dość brawurowe. Do tego jeszcze te ambicje, by za pomocą topornych rakiet kosmicznych wykonywać wyrafinowane operacje - było pewne, że w końcu coś pójdzie nie tak. Gdy jednorazowe kapsuły Amerykanie zastąpili skomplikowanymi wahadłowcami, liczba rzeczy, które mogły się popsuć, przerażająco wzrosła. Tym bardziej może dziwić, że nigdy nie wypróbowano procedury przerwania lotu na wypadek awarii.

- Nie grajmy w rosyjską ruletkę - miał powiedzieć John Young, dowódca Columbii w pierwszym locie wahadłowca, komentując pomysł NASA, by misja ta była testem procedury awaryjnego przerwania wejścia na orbitę.

W efekcie manewry nigdy nie opuściły symulatorów lotu i do dziś stanowią ciekawostkę 30-letniego, kończącego się właśnie programu wahadłowców. Za nami przyziemienie promu Atlantis. Nigdy nie dowiemy się, jak wyglądałoby awaryjne lądowanie wahadłowca. Warto jednak przyjrzeć się scenariuszom, które tworzyło NASA na tę okazję.

To będzie opowieść o lądowaniu, którego nigdy nie było.

Sześć sekund na reakcję

"Awaria" to słowo przez lata spędzające sen z powiek pracownikom kontroli lotów w Houston. Potencjalnych wypadków było tak wiele, że aby je uszeregować i stworzyć na ich podstawie odpowiednie procedury postępowania, podzielono je na trzy grupy. Kryterium podziału: możliwość wystąpienia podczas misji. I tak do grupy pierwszej trafiło wszystko, co mogło się wydarzyć przed odpaleniem SRB (pomocniczych rakiet służących do wyniesienia wahadłowca na orbitę). Grupa druga to problemy w trakcie wznoszenia wahadłowca. Trzecia - przerwanie misji na orbicie.

W pierwszym przypadku czas na reakcję wynosił tylko 6,6 sekundy. Na tyle sekund przed startem wahadłowca odpalano jego trzy główne silniki. Po tym czasie uruchamiano dwie rakiety pomocniczne. I w tej samej chwili nic już nie można było zrobić.

SRB działały na paliwo stałe i nie można było ich wyłączyć. Gasły, kiedy się wypalały, a zajmowało im to 123 sekundy. To była jedna z dwóch krytycznych faz lotu, dla której nie istniała procedura przerwania.

A więc sześć sekund na wyłączenie silników głównych, kiedy coś idzie nie tak. Tylko... kto mógł to stwierdzić? Decyzję podejmował komputer, analizując dane telemetryczne z wahadłowca. Jeśli tylko pojawiały się wątpliwości, start był przerywany, a silniki gaszono. Czy taki scenariusz kiedykolwiek się wydarzył? Pięć razy. Z czego najbardziej spektakularnym przypadkiem było przerwanie misji STS-51-F - silniki zgasły na trzy sekundy przed startem.

Kolejne krytyczne chwile to pierwsze sekundy lotu, a potem - dopiero powrotne wejście z olbrzymią prędkością w atmosferę. Obie katastrofy promów (Challenger w 1987 i Columbia w 2003) wydarzyły się - odpowiednio - w trakcie startu i wejścia w atmosferę.

Uwaga, zawracamy!

Kiedy więc astronauci, po stwierdzeniu awarii promu, mieliby szansę na bezpieczny powrót do domu? Po pierwsze, po odrzuceniu rakiet pomocniczych (123. sekunda lotu oznaczana jest jako w T+123). Prom znajduje się wtedy na wysokości około 54 kilometrów. Do około T+240 załoga mogła jeszcze podjąć decyzję o powrocie do punktu startu (to tak zwany RTLS - Return to Launch Site). Manewr zawracający wahadłowiec w kierunku Cape Canaveral wykonywany miał być już nieco ponad atmosferą i mógł przypominać zwykłą deorbitację, czyli sprowadzenie statku kosmicznego z orbity w gęste warstwy atmosfery. Po 25 minutach prom kosmiczny był w stanie osiągnąć pas startowy na Florydzie lub na jednym z zapasowych lotnisk na wschodnim wybrzeżu USA, wykonując zwykły lot szybowcowy bez użycia silników.

Jednak już około cztery minuty po starcie kontrola lotu podawała załodze informację "negative return". Od tego punktu wahadłowiec nie był już w stanie zawrócić do miejsca startu. Nie oznacza to jednak, że pozostawał bez szans. W razie problemów wciąż mógł wylądować... w Europie. Jak szybko? No cóż, liniowiec LOT na lot z Warszawy do Nowego Jorku potrzebuje kilku godzin. Wahadłowcowi osiągnięcie jednego ze specjalnie przygotowanych lotnisk po drugiej stronie Atlantyku zajęłoby zaledwie 25-30 minut. Lotniska te to głównie bazy wojskowe - były specjalnie przygotowywane do przyjęcia wahadłowca na około tydzień przed startem.

Dziś NASA korzysta z baz wojskowych w Hiszpanii, we Francji i w Anglii. W przeszłości było to również lotnisko w Maroko, z którego zrezygnowano po zamachu terrorystycznym w 2002 roku.

No dobrze, co jednak by się stało, gdyby z jakiegoś powodu wahadłowiec nie był w stanie dotrzeć do któregokolwiek z tych lądowisk? Teoretycznie był w stanie wylądować na każdym pasie startowym, którego długość wynosi minimum trzy kilometry. W grę wchodzi tu więc większość komercyjnych lotnisk - w tym kontekście scenariusz z Okęciem nie wydaje się już tak nieprawdopodobny.

Decyzję o lądowaniu po drugiej stronie Atlantyku załoga mogła podjąć przez dość długi czas przed wejściem w orbitę.

Nie ta orbita

Inaczej wyglądała sprawa przy tak zwanym Abort Once Around (AOA), czyli w przypadku konieczności lądowania po wykonaniu jednego pełnego okrążenia Ziemi, kiedy nie było możliwości osiągnięcia stabilnej orbity. Kilka sekund później wahadłowiec znajdował się już na tyle wysoko i poruszał się na tyle szybko, że możliwe było ustabilizowanie się na stałej, choć niższej niż zakładano orbicie. Z niej po pewnym czasie prom był w stanie bezpiecznie zejść. Ta opcja, choć też niespecjalnie komfortowa, należała do zdecydowanie najmniej stresujących.

O ile jednak zarówno ta procedura, jak i poprzednie nie opuszczały sfery planów awaryjnych, o tyle zdarzyło się, że jedna - tak zwana Abort to Orbit (ATO) - została wykorzystana. Stało się to podczas misji STS-51-F, tej samej, której start przerwano trzy sekundy przed czasem. Nie był to koniec jej pecha, kolejne problemy pojawiły się już po starcie, na orbicie - stąd decyzja o przerwaniu lotu przez wejście na niższą niż zakładana orbitę i bezpieczny powrót na Ziemię.

Tuman piachu

W przypadku niekorzystnej pogody nad Florydą NASA zdarzało się używać zapasowego lądowiska w bazie Edwards w Kalifornii. Oprócz tego załoga wahadłowca tylko raz wykorzystała niezwykły scenariusz awaryjnego lądowania. Podczas misji STS-3, będącej jednym z pierwszych lotów wahadłowca, NASA postanowiła posadzić go w bazie White Sands w Nowym Meksyku. Baza jest dziś największym amerykańskim poligonem wojskowym blisko powiązanym z amerykańskim programem kosmicznym. To tutaj, krótko po drugiej wojnie światowej Amerykanie umieścili niemieckich naukowców pracujących przy rakietach V2. (Ich zespołowi dowodził Werner von Braun, który stworzył dla Amerykanów projekt rakiety kosmicznej w oparciu o V2 i w ciągu kilkudziesięciu lat rozwinął praktycznie cały amerykański program kosmiczny).

Przy każdym starcie wahadłowca przewidywano możliwość lądowania na tym lotnisku. Ale zdarzyło się to tylko raz, podczas misji STS-3. Lądowanie w White Sands było o tyle niezwykłe, że wahadłowiec nie lądował na pasie, ale na pustyni w kłębach wzbijanego przez koła kurzu. Asystowały mu wtedy dwa myśliwce obserwujące manewr przyziemienia.

Program wahadłowców właśnie dobiegł końca. Nigdy nie usłyszymy o awaryjnym lądowaniu promu. Przyziemienie Atlantisa zwieńczyło tę epokę. Czy jednak odczuwa się z tego powodu żal?

Cóż, Kosmos nie przestaje kusić. Nie przestaniemy tam latać. I jednego możemy być pewni: awarii z pewnością nam przy tym nie zabraknie...

Karol Wójcicki popularyzacją astronomii zajmuje się blisko 8 lat. Od ponad 3 lat związany jest z Centrum Nauki Kopernik gdzie obecnie można go spotkać pod kopułą planetarium Niebo Kopernika. Jego największą pasją są całkowite zaćmienia Słońca w pogoni za którymi przemierza tysiące kilometrów.

Przeczytaj także:
Krzysztof Kanawka, Tomasz Grynkiewicz, Wystrzelić Polskę w kosmos!
Polska obecność na orbicie początki ma skromne. Co będzie dalej?