Berlepas dan pendakian awal

Asap kelabu keluar dari sebelah kanan SRB

Akaun berikut kemalangan itu diperoleh daripada data masa sebenar telemetri dan analisis fotografi, dan juga dari transkrip udara-ke-tanah dan komunikasi suara kawalan misi. [17] Semua masa diberikan dalam saat selepas pelancaran dan sesuai dengan telemetri masa-kod daripada acara teralat yang paling dekat dengan setiap peristiwa yang dinyatakan.[18]

Enjin utama Bolak-balik angkasa lepas (SSME) telah dinyalakan di T-6.6 saat. SSME telah cecair bahan bakar dan boleh diambil dengan selamat ditutup (dan pelancaran digugurkan jika perlu) sehingga Penggalak Roket Pepejal dinyalakan di T = 0 (yang pada 11: 38: 00,010 EST) dan bolt pegang-bawah dibebaskan dengan bahan letupan, membebaskan kenderaan dari pad. Pada perlepasan, tiga SSME berada pada 100% daripada prestasi asal diberi nilai, dan mula pendikitan sehingga 104% di bawah kawalan komputer. Dengan gerakan menegak pertama kenderaan, lengan bolong gas hidrogen ditarik dari Tangki Luar (ET) tetapi gagal selak kembali. Kajian filem dirakam oleh kamera pad menunjukkan bahawa lengan tidak menghubungi semula kenderaan itu, dan oleh itu ia diketepikan sebagai faktor yang menyumbang dalam kemalangan tersebut.[18] Pemeriksaan selepas pelancaran pad juga mendedahkan bahawa mata air sepakan pada empat daripada bolt pegang bawah telah hilang, tetapi mereka sama dikesampingkan sebagai sebab kemungkinan.[19]

Pelancaran dan kemusnahan Challenger

Kajian semula kemudian filem pelancaran menunjukkan bahawa pada T + 0,678, sedutan kuat asap kelabu gelap telah dipancarkan dari SRB kanan berhampiran tupang belakang yang melekat penggalak kepada ET. Sedutan asap terakhir berlaku pada kira-kira T + 2,733. Pandangan terakhir asap sekitar tupang adalah pada T + 3.375. Ia kemudiannya telah dipilih bahawa sedutan asap disebabkan oleh pembukaan dan penutupan sendi padang belakang daripada SRB kanan. Selongsong penggalak yang melambung tinggi di bawah tekanan pencucuhan. Akibat daripada belon ini, bahagian-bahagian logam selongsong bengkok dari satu sama lain, membuka jurang di mana panas gas-atas 2760 ° C (5000 ° F) -bocor. Ini telah berlaku di pelancaran sebelumnya, tetapi setiap kali utama gelang O telah beralih dari alurnya dan membentuk suatu meterai. Walaupun SRB yang tidak direka bentuk untuk berfungsi dengan cara ini, ia muncul untuk bekerja dengan baik, dan Morton-Thiokol mengubah ciri-ciri komputer reka bentuk untuk menampung proses ini, yang dikenali sebagai penyemperitan. Walaupun penyemperitan telah berlaku, gas panas bocor lalu (proses yang dipanggil "demi meniup"), merosakkan gelang O sehingga suatu meterai itu dibuat. Siasatan oleh jurutera Morton-Thiokol menentukan bahawa jumlah kerosakan kepada gelang O adalah berkaitan langsung dengan masa ia mengambil masa untuk penyemperitan berlaku, dan cuaca sejuk, dengan menyebabkan gelang O untuk menjadi keras, dipanjangkan masa penyemperitan. (Yang direka bentuk semula bidang sendi SRB digunakan selepas kemalangan Challenger yang digunakan yang tanggam saling tambahan dan tang dengan gelang O ketiga, mengurangkan demi tamparan.)

Pada pagi bencana, gelang O rendah telah menjadi begitu keras kerana sejuk bahawa ia tidak dapat mengelak dalam masa. Gelang O menengah tidak berada dalam kedudukannya duduk kerana lenturan logam. Terdapat kini tiada halangan kepada gas, dan kedua-dua gelang O telah mengewap seluruh 70 darjah lengkok. Aluminium oksida dari bahan dorong pepejal dibakar dimeterai sendi yang rosak, buat sementara menggantikan meterai gelang O sebelum api melalui sendi.

Apabila kenderaan membersihkan menara, SSME beroperasi pada 104% daripada teras maksimum undian mereka, dan kawalan beralih dari Pusat Kawalan Pelancaran (LCC) di Kennedy ke Pusat Kawalan Misi (MCC) di Pusat Angkasa Johnson di Houston, Texas. Untuk mengelakkan daya aerodinamik dari struktur muatan pengorbit, pada T + 28 yang SSME mula pendikitan bawah untuk menghadkan halaju bolak-balik di atmosfera lebih rendah tebal, setiap prosedur operasi biasa. Di T + 35,379, yang SSME diperlahankan kembali lagi kepada yang dirancang 65%. Lima minit kemudian, kira-kira 5,800 meter (19,000 kaki), Challenger melalui Mach 1. Di T + 51,860, yang SSME mula pendikitan kembali sehingga 104% sebagai kenderaan berlalu di luar Max Q, tempoh tekanan aerodinamik maksimum pada kenderaan.

Kepulan

Kepulan di kanan SRB pada T+ 58.788 saat

Bermula pada kira-kira T + 37 dan 27 saat, pengangkutan ulang-alik mengalami satu siri peristiwa angin ricih yang lebih kuat dari pada mana-mana penerbangan sebelumnya.[20]

Di T + 58,788, kamera pengesanan filem merakam permulaan kepulan berhampiran buritan melampirkan topang di SRB yang betul. Tidak diketahui kepada mereka yang di Challenger atau dalam Houston, gas panas telah mula bocor melalui lubang yang semakin meningkat dalam salah satu daripada kanan sendi SRB. Daya ricih angin berkecai meterai oksida sementara yang telah mengambil tempat daripada gelang O rosak, membuang halangan terakhir kepada api yang melalui sendi. Dan jika tidak kerana ricih angin, meterai oksida kebetulan mungkin telah dipegang melalui pembakaran penggalak

Dalam satu saat, kepulan menjadi yang jelas dan sengit. Tekanan dalaman di SRB yang betul mula jatuh kerana lubang yang pesat membesarkan di dalam sendi gagal, dan pada T + 60,238 terdapat bukti visual api membakar melalui bersama dan mempengaruhi tangki luaran.[17]

Di T + 64,660, kepulan tiba-tiba berubah bentuk, menunjukkan bahawa kebocoran telah bermula di dalam tangki cecair hidrogen, terletak di bahagian belakang tangki luaran. Muncung enjin utama berpaksikan bawah kawalan komputer untuk mengimbangi teras yang tidak seimbang yang dihasilkan oleh pembakaran melalui penggalak. Tekanan di dalam tangki cecair hidrogen luaran pesawat itu mula jatuh di T + 66,764, menunjukkan kesan kebocoran.[17]

Pada peringkat ini keadaan masih kelihatan normal kepada kedua-dua anak-anak kapal dan pengawal penerbangan. Di T + 68, CAPCOM Richard O. Covey memaklumkan anak-anak kapal bahawa mereka adalah "pergi pada pendikit", dan Komander Dick Scobee mengsahkan, "Roger, pergi pada pendikit"; ini adalah komunikasi terakhir dari Challenger pada gelung udara-ke-darat.[17]

Perpecahan kenderaan

Sebuah kamera pengesanan yang terletak di utara pad yang menangkap kepulan SRB kerana ia dibakar melalui tangki luaran. SRB rosak dilihat keluar awan wap dengan tanda-tanda jelas kegagalan gelang O pada salah satu segmennyaChallenger mula menghancur.

Di T + 72,284, SRB kanan ditarik dari tupang belakang memasangkannya pada tangki luaran. Analisis data telemetri kemudian menunjukkan pecutan sisi tiba-tiba untuk yang betul pada T + 72,525, yang mungkin telah dirasai oleh anak-anak kapal. Kenyataan terakhir yang dirakam oleh perakam anak kapal datang hanya separuh kedua selepas pecutan ini, apabila Juruterbang Michael J. Smith berkata "Uh-oh." [21] Smith mungkin juga telah bertindak balas kepada tanda-tanda di atas prestasi enjin utama kapal, atau tekanan jatuh dalam tangki bahan api luaran.

Di T + 73,124, kubah belakang tangki hidrogen cecair gagal, melahirkan tenaga dorongan yang merempuh tangki hidrogen ke dalam tangki oksigen cecair di bahagian hadapan daripada ET. Pada masa yang sama, SRB kanan berputar ke hadapan melampirkan tupang, dan melanda struktur antara tangki. Tangki luar pada ketika ini mengalami kegagalan struktur lengkap, kereta kebal LH2 dan LOX pecah, pencampuran, dan merosakkan, mewujudkan bola api yang menyelubungi seluruh timbunan.[22]

Perpecahan kenderaan bermula pada T + 73,162 saat dan pada ketinggian 48,000 kaki (15 km).[23] Dengan tangki luaran berpecah belah (dan dengan SRB kanan berkembar menyumbang teras pada vektor ganjil), Challenger menyimpang dari sikap yang betul berkenaan dengan aliran udara tempatan, menyebabkan faktor muatan sehingga 20 (atau 20 g), lebih daripada had reka bentuk 5 g dan segera merobek selain oleh daya aerodinamik yang tidak normal (bertentangan dengan kepercayaan popular, pengorbit tidak meletup sebagai daya tangki perpecahan luar baik dalam had struktur). Kedua-dua SRB, yang boleh menahan beban aerodinamik yang lebih besar, dipisahkan dari ET dan terus dalam penerbangan berkuasa yang tidak terkawal. Sarung SRB diperbuat daripada keluli setengah inci (12.7 mm) yang tebal dan jauh lebih kuat daripada pengorbit dan ET; dengan itu, kedua-dua SRB terselamat dari perpecahan timbunan kapal angkasa, walaupun SRB yang betul masih mengalami kesan sendi membakar melalui yang telah menetapkan kemusnahan Challenger dalam gerakan. [19]

Anak kapal yang lebih kukuh dibina juga terselamat perpecahan kenderaan pelancaran; manakala SRB kemudiannya dimusnahkan dari jauh oleh Pegawai Keselamatan Rangkaian, kabin berkembar terus sepanjang trajektori balistik dan diperhatikan keluar dari awan gas pada T + 75,237.[19] Dua puluh lima saat selepas perpecahan kenderaan, ketinggian krew memuncak pada ketinggian 65,000 kaki (20 km).[23]

Para jurutera Thiokol yang menentang keputusan untuk melancarkan menonton peristiwa di televisyen. Mereka percaya bahawa apa-apa kegagalan gelang O akan berlaku di lepas landas, dan dengan itu gembira melihat pengangkutan ulang-alik berjaya meninggalkan pad pelancaran. Pada kira-kira satu minit selepas lepas landas, sahabat Boisjoly berkata kepadanya: "Ya tuhan. Kita berjaya. Kami berjaya!" Boisjoly teringat bahawa apabila ulang-alik itu musnah beberapa saat kemudian, "kita semua tahu apa yang berlaku."[13]

Dialog kawalan pasca kehancuran pesawat

Jay Greene di konsol beliau selepas kemusnahan ChallengerKawalan Misi semasa Challenger (STS-51-L) berlepas

Dalam Kawalan Misi, terdapat letusan statik pada gelung udara-ke-darat sebagai Challenger hancur. Skrin televisyen menunjukkan kepulan asap dan wap air (hasil daripada pembakaran hidrogen) di mana Challenger telah, dengan keping serpihan jatuh ke arah laut. Pada kira-kira T + 89, pengarah penerbangan Jay Greene mendorong Pegawai Dinamik Penerbangan beliau (FIDO) untuk maklumat. FIDO balas bahawa "(radar) penapis mempunyai sumber budi-bicara", satu petunjuk selanjutnya bahawa Challenger telah dipecahkan kepada beberapa keping. Seminit kemudian, pengawal tanah melaporkan "kehilangan kenalan (dan) pautan negatif turun" data radio dan telemetri dari Challenger. Greene mengarahkan pasukannya untuk "menonton data anda dengan teliti" dan mencari apa-apa tanda bahawa Pengorbit telah melarikan diri.

Di T + 110,250, Pegawai Keselamatan Rangkaian (RSO) di Stesen Tentera Udara Cape Canaveral menghantar isyarat radio yang diaktifkan "merosakkan" pakej sistem keselamatan rangkaian di papan kedua-dua enjin roket pepejal. Ini adalah prosedur luar jangka normal, dilaksanakan kerana RSO ini mengadili di antara SRB bebas terbang ancaman mungkin untuk tanah atau laut. Isyarat menghapuskan sama akan memusnahkan Tangki Luar jikalau tidak sudah hancur.[24] SRB rapat dengan akhir membakar mereka dijadualkan (T + 110 saat selepas pelancaran) dan telah hampir kehabisan pendorong mereka apabila perintah terhadap kemusnahan itu dihantar, jadi sangat sedikit, jika ada daya letupan telah dijana dengan peristiwa ini.

Pegawai Perhubungan Awam Steve Nesbitt katanya: ".. pengawal Penerbangan sini sedang mencari dengan berhati-hati pada keadaan Jelas sekali satu pincang tugas utama Kami tidak mempunyai pautan turun."[17]

Pada gelung Kawalan Misi, Greene mengarahkan prosedur luar jangka akan dimasukkan ke dalam kuasa; prosedur ini termasuk mengunci pintu pusat kawalan, menutup komunikasi telefon dengan dunia luar, dan mengikuti senarai semak yang memastikan bahawa data yang berkaitan dirakam dengan betul dan dipelihara.[25]

Nesbitt menyampaikan maklumat ini kepada orang ramai: ". Kami mempunyai laporan daripada Pegawai Penerbangan Dinamik bahawa kenderaan itu telah meletup. Pengarah penerbangan mengesahkan Kami meninjau untuk memeriksa dengan kuasa-kuasa pemulihan untuk melihat apa yang boleh dilakukan pada ketika ini."[17]

Punca dan waktu kematian

Kabin krew, diperbuat daripada aluminium bertetulang, adalah satu bahagian terutamanya teguh pengorbit.[26] Semasa perpecahan kenderaan, ia terpisah di satu bahagian dan perlahan-lahan jatuh ke dalam arka balistik. NASA menganggarkan faktor muatan pada pemisahan antara 12 dan 20 g; dalam masa dua saat ia telah menurun kepada bawah 4 g dan dalam masa 10 saat kabin adalah dalam jatuh bebas. Daya yang terlibat pada peringkat ini mungkin tidak mencukupi untuk menyebabkan kecederaan serius.

Sekurang-kurangnya beberapa anak-anak kapal itu mungkin hidup dan sekurang-kurangnya secara ringkas sedar selepas perpisahan, kerana tiga daripada empat pulih Personal Egress Air Packs (PEAPs) di dek penerbangan didapati telah diaktifkan.[27] Penyiasat mendapati baki bekalan udara yang tidak digunakan mereka konsisten dengan penggunaan yang dijangka selama 2 minit 45 saat trajektori selepas perpecahan.

Walaupun menganalisis bangkai, penyiasat mendapati bahawa beberapa suis sistem elektrik pada panel kanan juruterbang Mike Smith telah dipindahkan dari kedudukan pelancaran biasa. Angkasawan felo Richard Mullane menulis, "Suis ini dilindungi dengan kunci tuil yang memerlukan mereka untuk ditarik keluar terhadap kuasa spring sebelum mereka boleh dipindahkan ke kedudukan yang baru." Ujian kemudian menetapkan bahawa tidak kuasa letupan dan kesan dengan lautan boleh menggerakkan mereka, menunjukkan bahawa Smith membuat perubahan suis, mungkin dalam usaha sia-sia untuk memulihkan kuasa elektrik ke kokpit selepas kabin krew terpisah daripada yang lain daripada pengorbit.[28]

Sama ada anak kapal masih dalam keadaan sedar lama selepas perpecahan itu tidak diketahui, dan sebahagian besarnya bergantung kepada sama ada anak-anak kapal kabin berkembar mengekalkan integriti tekanan. Jika ia tidak, masa kesedaran berguna pada altitud yang hanya beberapa saat; yang PEAP membekalkan hanya udara tidak bertekanan, dan dengan itu tidak akan membantu anak-anak kapal untuk mengekalkan kesedaran. Jika, di sisi lain, kabin tidak depressurized atau hanya perlahan-lahan nyahbertekanan, mereka mungkin telah sedar untuk keseluruhan musim gugur sehingga kesan. Pemulihan semula kabin mendapati bahawa lantai dek tengah itu tidak mengalami lengkokan atau mengoyak, kerana akan mengakibatkan daripada pemampatan yang cepat, dengan itu menyediakan beberapa bukti bahawa nyahbertekanan itu mungkin tidak berlaku sekaligus.

NASA secara rutin berlatih krew ulang-alik untuk acara-acara penceburan, tetapi kabin mencecah permukaan laut pada kira-kira 207 ksj (333 km/j), dengan nyahpecutan dianggarkan kesan lebih daripada 200 g, jauh di luar had struktur krew atau anak kapal tahap kemandirian, dan jauh lebih besar daripada hampir mana-mana kereta, pesawat, atau kemalangan kereta api.[23]

Pada 28 Julai, 1986, Pentadbir Penerbangan Angkasa Lepas NASA, bekas angkasawan Richard H. Truly mengeluarkan satu laporan mengenai kematian anak-anak kapal dari pengarah Angkasa dan Sains Hayat di Pusat Angkasa Johnson, Joseph P. Kerwin. Seorang doktor perubatan dan bekas angkasawan, Kerwin adalah seorang veteran misi Skylab 2 1973. Menurut Laporan Kerwin:

Hasil kajian ini tidak meyakinkan. Kesan krew dengan permukaan lautan begitu ganas yang bukti kerosakan yang berlaku di saat yang diikuti perpecahan itu bertopeng. kesimpulan akhir kami adalah:

• Punca kematian angkasawan Challenger tidak dapat ditentukan secara positif;
• Kuasa-kuasa yang anak-anak kapal terdedah semasa pengorbit perpecahan itu mungkin tidak mencukupi untuk menyebabkan kematian atau kecederaan yang serius; dan
• Anak-anak kapal mungkin, tetapi tidak pasti, tidak sedarkan diri di saat berikut pengorbit perpecahan akibat kehilangan dalam penerbangan tekanan modul anak kapal.[23]

Sesetengah pakar percaya kebanyakan jika tidak semua anak-anak kapal masih hidup dan mungkin dalam keadaan sedar ketika keseluruhan keturunan sehingga kesan dengan lautan. Angkasawan dan NASA membawa kemalangan penyiasat Robert Overmyer berkata, "Saya bukan sahaja terbang dengan Dick Scobee, kita milik kapal terbang bersama-sama, dan saya tahu Scob melakukan semua yang dia boleh untuk menyelamatkan anak-anak kapal. Scob berjuang untuk mana-mana dan setiap kelebihan untuk terus hidup. Beliau terbang bahawa kapal tanpa sayap ke bawah ... mereka masih hidup."[26]

Prospek melepaskan diri anak kapal

Semasa penerbangan kapal angkasa berkuasa, anak kapal melarikan diri tidak mungkin. Sistem Pelancaran melarikan diri dianggap beberapa kali semasa pembangunan ulang-alik, tetapi kesimpulan NASA adalah bahawa menjangka kebolehpercayaan yang tinggi yang ulang-alik ini akan menghalang keperluan untuk satu. Kerusi lenting SR-71 Blackbird yang diubah suai dan sut tekanan penuh digunakan untuk dua orang krew di misi orbit empat ulang-alik pertama, yang dianggap ujian penerbangan, tetapi mereka telah dikeluarkan kerana misi "operasi" yang diikuti. (Lembaga Siasatan Kemalangan Columbia kemudian diisytiharkan, selepas bencana kemasukan semula Columbia tahun 2003, bahawa sistem kapal angkasa tidak sepatutnya diisytiharkan operasi kerana ia adalah eksperimen oleh alam semula jadi kerana jumlah yang terhad bagi penerbangan berbanding pesawat komersial yang disahkan.) Reka bentuk pelbagai dek kabin krew menghalang penggunaan kerusi lenting seperti untuk krew yang lebih besar. Menyediakan beberapa jenis sistem melarikan diri pelancaran telah dipertimbangkan, tetapi dianggap tidak praktikal kerana "utiliti terhad, kerumitan teknikal dan kos yang berlebihan dalam dolar, berat atau jadual kelewatan."[24]

Selepas kehilangan Challenger, soalan itu dibuka semula, dan NASA dianggap beberapa pilihan yang berbeza, termasuk kerusi lenting, roket traktor dan jalan keluar kecemasan melalui bahagian bawah pengorbit. NASA sekali lagi membuat kesimpulan bahawa semua sistem pelancaran melarikan diri dianggap tidak praktikal disebabkan oleh pengubahsuaian kenderaan menyapu yang akan menjadi perlu dan batasan paduan kepada saiz anak kapal. Satu sistem telah direka untuk memberi anak-anak kapal pilihan untuk meninggalkan ulang-alik semasa meluncur penerbangan, tetapi sistem ini tidak akan menjadi yang boleh digunakan dalam keadaan Challenger.[29]