I n h o u d Tim Jaarsveld

Transcriptie

1 I n h o u d H1 Wat kon de bemanning doen om een ongeluk te voorkomen? pagina 7 H2 Wat zijn de hitte-bestendige tegels? pagina 9 H3 H4 Hebben andere shuttles ook problemen gehad met de hitte-bestendige tegels? pagina 10 Wat is er met de bemanning gebeurd bij het ongeluk? pagina 11 6

2 H1 Wat kon de bemanning doen om een ongeluk te voorkomen? De bemanning van de Columbia spaceshuttle had de opdracht om, net als bij alle andere vluchten, foto s te maken van de shuttle als die in de ruimte is na het losmaken van de brandstofraketten om te zien of er iets verkeerd ging, bijvoorbeeld als er iets af brak. Zo konden ze zien wat er af brak, hoe groot het was en of het problemen kon veroorzaken. De foto s werden dan via een systeem naar de aarde doorgegeven, maar door het ongeluk zijn die foto s er waarschijnlijk niet meer. Maar er zijn wel enkele foto s naar de aarde gestuurd die de NASA nu heeft. De NASA of de bemanning zagen toen, van wat ze op de foto s zagen, nog geen gevaar en het werd bevestigd dat er geen gevaar was toen de Columbia de baan in de ruimte bereikte. Maar als er gevaar geweest zou zijn, zou de bemanning toch niets kunnen doen om de shuttle te bekijken, want de CANADARM was verwijderd om gewicht te besparen, omdat het niet voor de missie gebruikt werd. De CANADARM is een grote robotarm in de shuttle om lading over te zetten en bijvoorbeeld dingen te repareren. Ze zouden met die robotarm onder de vleugel van de shuttle kunnen komen en de onderkant bekijken. Zo konden ze zien of er schade was en dan konden ze die repareren. De ISS (International Space Station) heeft een nieuwere versie van de CANADARM. Die zit vast op een rail om makkelijk te kunnen bewegen. Die is ook voor reparaties en kan goederen uit een spaceshuttle halen en in de ISS zetten. De CANADARM van de ISS fig.1 7

3 Het zou erg gevaarlijk voor de bemanning zijn geweest om de onderkant van de shuttle te bekijken en als er schade was die te repareren. Dat komt omdat ze zich nergens aan vast konden houden aan de onderkant van de vleugel, dus ze zouden weg kunnen zweven en niet meer terug kunnen komen. Ook had de bemanning niet het juiste gereedschap om iets te repareren en de CANADARM was niet aanwezig. NASA heeft vroeger, nadat er problemen waren geweest bij andere shuttles met de tegels, geprobeerd een reparatie pakket te maken om de hitte-bestendige tegels te repareren als die beschadigd waren. Toen het getest werd bleek het niet goed genoeg en werd het verwijderd uit de shuttle. Tijdens de testvluchten van de Columbia waren er twee schietstoelen 1 voor de commander en 1 voor de piloot. Toen de Columbia ook echt ging vliegen voor missies en de bemanning uitbreidde tot 7 man, zijn de schietstoelen verwijderd en vervangen door normale stoelen. Dit werd gedaan voor gewichtsbesparing, maar ook om niemand achter te laten als er iets aan de hand was. Dat komt omdat er ook mensen op het benedendek waren en die konden geen schietstoelen gebruiken. Maar ook al waren er schietstoelen in de Columbia aanwezig, dan zouden die niet gebruikt kunnen worden, omdat de Columbia te hoog en te snel vloog. Alleen op een lagere hoogte en met een lagere snelheid zouden de schietstoelen gebruikt kunnen worden. De shuttle zou ook op een andere manier in de atmosfeer terug kunnen komen om de kans op een ongeluk te voorkomen of in ieder geval te verkleinen. De Columbia gebruikte de zweefvliegtuig manier. Er is ook nog een andere manier, de kanonskogel manier. Die werd o.a. door de Apollo gebruikt. Een andere manier is om de kant van de shuttle die niet beschadigd is de beschadigde kant te laten beschermen. Dus als de beschadiging aan de linkervleugel bekend was, dan kon de shuttle een beetje slingerend de atmosfeer ingaan zodat de niet beschadigde kant wat meer de schok van de terugkeer kreeg. De beschadigde kant zou dan minder druk krijgen. Deze manier is nog nooit getest, maar het zou wel gebruikt kunnen worden. Controleurs van de NASA zeiden dat het niet veel effect zou hebben op de vleugel van de shuttle als die manier gebruikt werd. Het zou het probleem niet oplossen maar er zouden juist meer andere problemen van komen. Bij de Columbia zou de rechtervleugel (de niet beschadigde) teveel druk kunnen krijgen en zou de hitte door de tegeltjes heen gegaan kunnen zijn. fig science.nasa.gov/headlines/images/canadarm2/mss_med.jpg 8

4 H2 Wat zijn de hitte-bestendige tegels? Als een ruimtevoertuig de atmosfeer van de aarde opnieuw binnenkomt, kan de luchtwrijving extreem hoge temperaturen veroorzaken tot wel 1700 C. Dat is ver boven het smeltpunt van staal (1300 C). Om de shuttle en de astronauten te beschermen zijn speciale tegeltjes nodig. Andere ruimtevoertuigen zoals de Mercury, Gemini en de Apollo waren moeilijk te besturen en landden met parachute in de oceaan. De ruimtevoertuigen werden tijdens de terugkeer uit de ruimte beschermd door lagen van een zwaar, harsachtig hitteschild. Het ruimtevoertuig kon na de landing niet opnieuw gebruikt worden. Voor de Spaceshuttle was een ander soort systeem van hittebescherming nodig. De Spaceshuttle zou ongeveer 100 missies kunnen vliegen. Dit nieuwe ruimtevoertuig moest een lichtgewicht, herbruikbaar systeem hebben dat van nieuwe materialen was gemaakt. NASA had vier basismaterialen voor het originele ontwerp van de Columbia, de eerste spaceshuttle die de ruimte in ging. Elk materiaal was gemaakt om de aluminium buitenkant van de shuttle te beschermen tegen extreme temperaturen. De ontwerpen waren o.a. het gebruik van flexibele isolatiedekens en vuurvaste isolatie tegels op de buitenkant van de shuttle. Er zitten ongeveer tegels en 2300 flexibele dekens op de shuttle. De heetste delen van de shuttle zijn de neus en de voorkant van de vleugels. Bij het terugkeren uit de ruimte in de atmosfeer worden die delen wel 1700 C. De tegels worden per stuk op maat gemaakt voor de shuttle. Daardoor is geen een tegel op de shuttle hetzelfde. Er zijn zwarte en witte tegels. De zwarte tegels zitten op de plekken waar het het heetst wordt. De maximale temperatuur die de zwarte tegels kunnen hebben is 1200 C. De witte tegels zitten op plekken waar het minder heet wordt. Die kunnen maximaal 600 C worden. Als de tegels warmer worden dan dat ze aankunnen dan breken ze en daar kunnen grote ongelukken van komen. De gatenvulling is om de ruimte tussen de tegels en de buitenkant van de shuttle op te vullen fig.2 fig quest.arc.nasa.gov/aero/photos/shuttlediagram.jpg 9

5 H3 Hebben andere shuttles ook problemen gehad met de hittebestendige tegels? De hitte-bestendige tegels zijn zeer breekbaar. Ze kunnen wel tegen extreem hoge temperaturen, maar ze kunnen er niet tegen als je bijvoorbeeld met je vingers er tegen aan gaat. Dan komt er een deuk in de tegel en dat kan grote gevolgen hebben als bijvoorbeeld de shuttle daardoor verongelukt. Deze shuttles hebben problemen gehad met die tegels: STS-1 (Columbia) STS-2 (Columbia) STS-4 (Columbia) STS-27 (Atlantis) STS-51c (Discovery) STS-68 (Endeavour) 16 tegels verloren en 148 beschadigd 12 beschadigde tegels gevaar van het vriezen van regenwater dat de tegels doordrong toen de shuttle op de grond stond 700 tegels met blijvende schade problemen met de tegels van de Challenger Discovery vervangt de Challenger beschadigde tegels STS-86 (Atlantis) veel problemen met beschadigde tegels (ongeveer 300) STS-87 (Columbia) door het losraken van schuim van de brandstof tank STS-103 (Discovery) belangrijke tegel verloren bij de romp van de shuttle Beschadigde tegels van de Endeavour (STS-68) fig.3 fig images.jsc.nasa.gov/images/pao/sts68/ jpg 10

6 H4 Wat is er met de bemanning gebeurd bij het ongeluk? Toen de cabine waarin de bemanning zat los raakte van de rest van de shuttle en alle elektriciteit uitviel, werd de cabine waarschijnlijk in elkaar gedrukt en ook geremd door de weerstand van de atmosfeer. De cabine zou verhit zijn en de aluminium infrastructuur die onder de hitte-bestendige tegels zit, zou verzwakt zijn door de hitte zodat de cabine in stortte. Er zouden brokstukken afgevallen zijn die sneller afremden omdat ze kleiner en lichter waren. De cabine stortte neer in de Atlantische Oceaan. Dat is wat er gebeurde met de Challenger. Die ontplofte enkele minuten na de lancering. De hele bemanning van de Challenger kwam om bij het ongeluk net zoals bij de Columbia. Het zou goed kunnen dat het met de Columbia hetzelfde is geweest. Sinds dat ongeluk met de Challenger in 1986 is er veel getest en veranderd om een shuttle veiliger te maken. De bemanning van de Columbia had drukpakken en had betere middelen om te overleven dan de bemanning van de Challenger. Als ze wisten dat er iets verkeerd was met de shuttle hadden ze hun drukpakken gesloten en geactiveerd toen de druk in de cabine afnam en hadden ze alleen nog moeten wachten tot de shuttle op een hoogte was van ongeveer 6 km. Omdat de shuttle al op een veel grotere hoogte explodeerde kon de bemanning niet uit de cabine vluchten en werden ze dus waarschijnlijk samengeperst door de druk van de atmosfeer. Het stoffelijk overschot van alle 7 bemanningsleden is gevonden en geïdentificeerd. Ze zijn gevonden tijdens het zoeken naar brokstukken van de shuttle in een straal van 20 km. rond Sabine County in Texas. Ze zijn alle 7 naar de luchtmachtbasis van Dover vervoerd en zijn daarna begraven of gecremeerd. Ilan Ramon, de eerste Israëlische astronaut is in Israël begraven volgens de gewoonten van zijn geloof. 11

7 N a w o o r d De Columbia is neergestort door een beschadiging aan de linkervleugel van de shuttle. Tijdens de lancering is er een stuk schuim afgebroken en op de linkervleugel terechtgekomen. Daardoor is de buitenkant van het hitteschild (de hitte-bestendige tegels) beschadigd en zo kon de hitte bij terugkeer daar naar binnen komen en kon de vleugel in brand vliegen en ontploffen. Onze informatie komt van het internet. Alle informatie over de Columbia staat op internet en niet in boeken, omdat het nog niet zo lang geleden gebeurt is. Dus we konden geen boeken gebruiken. Er is wel weinig goede informatie te vinden op internet, dus het was best moeilijk om uit alle informatie de goede te kiezen en in het werkstuk te zetten. Ook was alle informatie in het engels, dus we moesten alles vertalen. Bij de volgende keer zou ik het anders doen, want nu heb ik alleen informatie gezocht die over mijn deelvragen ging, maar volgende keer zou ik alle informatie gebruiken die ik tegen kom en dan kan je daar misschien nog een belangrijke deelvraag uit halen. Er zijn geen vragen onbeantwoord gebleven. Alle deelvragen zijn beantwoord en ook de hoofdvraag. Tijdens het onderzoek heb ik een nieuwe deelvraag bij het werkstuk gedaan, namelijk die over wat de hitte-bestendige tegels zijn. De informatie daarover kwam ik tegen toen ik aan het zoeken was naar informatie voor mijn andere deelvragen, maar toen ik dat zag dacht ik dat die informatie ook voor een goede deelvraag kon zijn, waardoor het beantwoorden van de hoofdvraag makkelijker werd. 12