Ursache der Challenger-Katastrophe aufgedeckt

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William P. Rogers, Leiter der von Präsident Ronald Reagan eingesetzten Sonderkommission zur Untersuchung der Explosion der Raumfähre Challenger am 28. Januar 1986, berichtet auf einer Pressekonferenz am 9. Juni 1986 über seine Erkenntnisse.


Der schlimmste Teil der Space Shuttle Challenger-Katastrophe ist nicht das, was Sie denken

Am Morgen des 28. Januar 1986 wurde das Space Shuttle Herausforderer vom Kennedy Space Center in Florida abgehoben. Das Shuttle-Programm war Mitte der 1980er Jahre in vollem Gange, und die neueste Mission der NASA schien einen guten Start zu haben. Aber dann, 73 Sekunden nach dem Start, wurde der Orbiter von einem Feuerball verschlungen und zerrissen, wobei seine Teile auf die Erde zurückfielen. Alle sieben Astronauten an Bord – Dick Scobee, Ellison Onizuka, Judith Resnik, Mike Smith, Greg Jarvis, Ron McNair und Christa McAuliffe – kamen bei der Katastrophe ums Leben.

McAuliffes Tod hat einen besonders ergreifenden Nerv getroffen. Sie war die erste Lehrerin, die jemals für den Weltraumflug ausgewählt worden war, und ihr Tod wurde von ihrer Familie, ihren Schülern und Schulkindern im ganzen Land live miterlebt. Das ist schrecklich genug, aber wie bei vielen Tragödien gibt es noch weitere Ebenen der Geschichte. Wie Sie gleich sehen werden, der schlimmste Teil des Space Shuttle Herausforderer Katastrophe kann nicht das sein, was Sie denken.


Wie das Wetter bei der Challenger-Katastrophe der NASA eine Rolle spielte

Donnerstag, 28. Januar 2021, 14:07 Uhr - Vor 35 Jahren das Space Shuttle Herausforderer ging durch extremes Wetter verloren. So geht's.

Am kühlen Dienstagmorgen des 28. Januar 1986 bestiegen sieben amerikanische Astronauten das Space Shuttle Herausforderer für einen Start ins All um 11:37 Uhr.

Nur 73 Sekunden nach dem Start endete ihre Mission auf tragische Weise, als das Shuttle auseinanderbrach und wieder auf die Erde stürzte. Bei dem Unfall starben Commander Francis Richard Scobee, Pilot Michael Smith, die Missionsspezialisten Ellison Onizuka, Judith Resnik und Ronald McNair sowie die Nutzlastspezialisten Gregory Jarvis und Christa McAuliffe.

Bei einem Weltraumstart können viele Dinge schief gehen.

Tausende Teile fließen in den Bau eines Raumfahrzeugs. Angesichts der Belastungen, die diesen Fahrzeugen beim Aufstieg in den Weltraum oder bei der Rückkehr zur Erde ausgesetzt sind, kann selbst ein kleiner Fehler sehr schlimm werden. Ein allgemeiner Refrain in der Weltraum-Community, wenn etwas schief geht, ist "Weltraum ist hart".

Challenger sitzt auf einer nebligen Startrampe für seinen allerersten Flug ins All im April 1983. Credit: NASA

Also, was ist mit dem passiert? Herausforderer Katastrophe, die sieben Menschenleben kostete und das Shuttle-Programm über zweieinhalb Jahre lang lahmlegte?

Während der Untersuchung entdeckte die NASA ein technisches Problem mit einem bestimmten Teil des Shuttles – einem Gummi-O-Ring in der Nähe der Basis eines der beiden Feststoffraketen. Diese O-Ringe dichten die Feldfugen zwischen den Abschnitten des Verstärkers ab. Wenn sie richtig funktionieren, dehnen sie sich schnell aus und ziehen sich zusammen, wenn sich die Booster-Sektionen unter den Belastungen des Starts biegen und verschieben. So halten sie ihre Dichtigkeit und verhindern, dass heiße Abgase durch diese Fugen entweichen.

Ein Schema des Feststoffraketen-Boosters, der von Challenger verwendet wird. Die der Düse am nächsten liegende „Feldverbindung“ ist die Position des O-Rings, der während des Starts versagt hat. Bildnachweis: NASA

Obwohl diese O-Ringe bei 24 Shuttle-Starts ohne Zwischenfälle funktioniert hatten, gab es einen inhärenten Fehler in ihrem Design, der stark zum Verlust von . beitrug Herausforderer. Sie wurden nicht für den Betrieb bei Temperaturen unter 4 °C eingestuft.

RECORD-COLD LAUNCH MORGEN

Nur zwei Wochen zuvor, beim Start des Space Shuttle Columbia Am 12. Januar lagen die Temperaturen in Cape Canaveral bei etwa 13°C.

Am Morgen des 28. Januar hatte jedoch ein Kälteeinbruch Teile des Südostens der USA erfasst, und das Quecksilber war in Zentralflorida unter den Gefrierpunkt gefallen. Im Norden hatte Atlanta, GA, ein Tief von -14 ° C über Nacht, während Montgomery, AL, ein Tief von -9 ° C hatte.

Für mehrere Gemeinden in der Gegend von Cape Canaveral erlebten sie den kältesten 28. Januar-Morgen seit Beginn der Aufzeichnungen. Der Tag hält diesen Rekord sogar jetzt.

Temperaturaufzeichnungen der NOAA für den Morgen des 28. Januar 1986. Bildnachweis: NOAA NCDC

Diese kalten Rekordtemperaturen verursachten eine deutliche Vereisung von Herausforderer's Startturm, wie in den Bildern unten zu sehen:

Lange Eiszapfen hängen vom Startturm der Challenger (links) und einige Komponenten waren stark vereist (rechts). Bildnachweis: NASA

Eis auf dem Startturm ist jedoch nicht unbedingt ein Problem für einen Start. Da der Start verschoben wurde, um die Temperaturen mit Sonnenaufgang zu erwärmen, gelang es dem Quecksilber, bis zum Startzeitpunkt um 11:37 Uhr über den Gefrierpunkt zu steigen. Es war nur etwa 2 °C über dem Gefrierpunkt, aber die Bodenmannschaften konnten alle direkten Probleme durch Eisbildung angehen.

Es stellte sich jedoch heraus, dass das eigentliche Problem insbesondere die Wirkung der Kälte auf den O-Ring des rechten Feststoffraketenboosters war. Dieser Booster blieb im Schatten des Shuttles und des externen Treibstofftanks, als die Sonne aufging und profitierte daher nicht von direktem Sonnenlicht, um sich vor dem Start aufzuwärmen.

Laut Unfalluntersuchung geht ein "warmer O-Ring, der komprimiert wurde, viel schneller in seine ursprüngliche Form zurück als ein kalter O-Ring, wenn die Kompression entlastet wird." Außerdem ist ein "komprimierter O-Ring bei 75 Grad Fahrenheit fünfmal reaktionsschneller bei der Rückkehr in seine unkomprimierte Form als ein kalter O-Ring bei 30 Grad Fahrenheit". Als Referenz gilt: 75 °F sind 23,9 °C, während 30 °F -1,1 °C sind.

So führte die Kälte, die während dieser kühlen Nacht in die O-Ringe sickerte, dazu, dass sie sich versteiften und weniger empfänglich wurden und daher weniger in der Lage waren, ihre Arbeit zu erledigen.

Wann Herausforderer vom Pad abgehoben und in den Himmel aufgestiegen, konnten die kalten O-Ringe des rechten Feststoffraketenboosters nicht schnell genug auf die auf den Booster ausgeübten Belastungen reagieren. Dadurch wurden Lücken zwischen den unteren Abschnitten geöffnet, so dass heiße Abgase entweichen konnten. Normalerweise führen diese heißen Gase dazu, dass sich der O-Ring stärker ausdehnt, wodurch eine engere Abdichtung entsteht und jede Gefahr begrenzt wird. In diesem Fall verlangsamte das kalte Wetter jedoch die Reaktionsfähigkeit des O-Rings, wodurch mehr Gase über einen längeren Zeitraum durch die Verbindung entweichen konnten und dabei ein Großteil des O-Rings verdampfte.

Dieses geborgene Teil des Boosters zeigt den geschmolzenen Gummi vom O-Ring (links) und das Loch, das durch die austretenden Abgase durch den Booster gebrannt wurde (rechts). Bildnachweis: NASA

Überraschenderweise wäre die Mission, wenn dies das einzige Problem gewesen wäre, auf das das Shuttle gestoßen wäre, wahrscheinlich immer noch sicher in den Weltraum gekommen.

Laut dem NASA-Bericht bildeten die Nebenprodukte des brennenden Raketentreibstoffs und des verdampfenden O-Rings eine relativ starke Abdichtung zwischen den beiden festen Boosterabschnitten. Somit wurde das Leck gestoppt.

Also, wenn Herausforderer Wäre auf ihrem Weg ins All keine weiteren Komplikationen aufgetreten, wäre die Mission STS-51-L als bloßes in die Geschichte eingegangen STS-51 - ein weiterer erfolgreicher Shuttle-Flug für die NASA.

Der einzige Hinweis darauf, dass etwas schief gelaufen war, wäre erst entdeckt worden, nachdem die NASA den Booster aus dem Spritzwasser geborgen und den Schaden am O-Ring bemerkt hatte.

NICHT NUR KALT, ABER SCHWER TURBULENT

Leider war der kalte O-Ring nicht die einzige Komplikation, die das Wetter bei dieser speziellen Shuttle-Mission verursachte.

37 Sekunden nach dem Abheben, Herausforderer begann eine Reihe von 'Windscherungs'-Ereignissen zu durchlaufen. Windscherung ist ein meteorologischer Begriff, der verwendet wird, um zu beschreiben, wie sich Winde über eine gewisse Distanz in der Luft in Richtung oder Geschwindigkeit oder beidem ändern. Je größer der Geschwindigkeits- und Richtungsunterschied, desto stärker ist die Windscherung. Bekannt als Gefahr für den Flugverkehr wird starke Windscherung oft mit „klaren Luftturbulenzen“ in Verbindung gebracht.

Ein Wetterballon, der einige Stunden vor dem Abheben gestartet wurde, zeigte starke Winde in der Höhe, aber keine besonders starken Scherungen oder Turbulenzen. Berichte aus der Zeit besagen, dass Piloten, die Testflüge in der Region durchführten, eine Windscherung erlebten. Es wurde jedoch gesagt, dass es in akzeptablen Grenzen liege. So machten das Wetter in der Höhe und die Pilotenberichte die Lotsen frei, mit dem Start fortzufahren.

Zu der Zeit Herausforderer gestartet, allen unbekannt, hatten sich die Bedingungen deutlich verschlechtert.

In einer von Wissenschaftlern des Goddard Space Flight Center der NASA geleiteten Studie führten Forscher am Morgen des 28. Januar eine detaillierte Untersuchung der Wetterbedingungen über dem Südosten der USA durch. Sie fanden heraus, dass sich zwei verschiedene "Jet Streaks" überlappten hoch über Nord-Zentral-Florida zur Zeit des Herausforderer Start. Ein Jet Streak ist eine außergewöhnlich starke Windströmung, die in die allgemeine Strömung des Jetstreams eingebettet ist.

Diese Wetterkarten aus der BAMS-Studie zeigen das Muster der Höhenwinde bei 300 Millibar Druck (ca. 9 Kilometer Höhe) und 200 mb Druck (ca. 12 km Höhe) sowie die Lage des subtropischen Jets (STJ ) über Zentralflorida am Morgen des 28. Januar 1986. Im unteren rechten Feld zeigt ein Querschnitt der Wettermuster den überlappenden STJ und den Polar Front Jet (PFJ). Bildnachweis: Uccellini, et al./BAMS

Einer dieser Jet Streaks, der „Polarfront Jet“ oder PFJ, wehte aus nordwestlicher Richtung. Der andere, der "subtropische Jet" oder STJ, beschleunigte über der Region oberhalb des PFJ von West-Südwest. Die Studie hat gezeigt, dass Herausforderer durchlief mehrere Schichten mäßiger bis starker Windscherung, die "zum Zeitpunkt des Starts das Potenzial für klare Luftturbulenzen in Nord-Zentral-Florida aufwies".

Ganze 27 Sekunden lang stürzte das Shuttle durch diese Turbulenzen, wobei der Flugcomputer genau so reagierte, wie es für die Situation vorgesehen war, und bei Bedarf Korrekturen vornahm Herausforderer auf Kurs.

Wie der NASA-Bericht jedoch feststellte, führte die Windscherung "dazu, dass das Steuersystem aktiver war als bei jedem früheren Flug".

Diese unglückliche Situation belastet den bereits kompromittierten rechten Feststoffraketen-Booster noch stärker. Die schnellen Übergänge zwischen verschiedenen Schichten widersprüchlicher Windströmungen führten dazu, dass sich der Booster hin und her beugte, bis er die durch den geschmolzenen O-Ring gebildete Dichtung brach. Durch die Fuge entwichen erneut Abgase und eine Flammenfahne machte sich für die Beobachter am Boden bemerkbar.

Ansichten von der Tracker-Kamera des Startplatzes zeigen das Auftauchen der Abgasfahne von Challengers rechtem Feststoffraketen-Booster. Bildnachweis: NASA

Als das Shuttle die Windscherung nur 64 Sekunden nach dem Start überstanden hatte, hatte die Wolke an Bedeutung gewonnen, als sie durch die Naht brannte und dann anfing, ein Loch in den externen Treibstofftank zu brennen. Sobald der Kraftstofftank durchbrochen war, trat Wasserstofftreibstoff aus, wodurch mehr Rauch vom Shuttle wegströmte.

All dies war sowohl von der Bordbesatzung als auch von den Fluglotsen unbemerkt geblieben. Als der Befehl kam, für den Rest der Reise in den Orbit Gas zu geben, erwies sich die Belastung des Raumfahrzeugs als zu groß. Der beschädigte Feststoffraketen-Booster und der beschädigte Treibstofftank versagten und entzündeten den Wasserstofftreibstoff im Tank.

Nachdem er seine Brennstoffquelle verloren hat, Herausforderer konnte nicht den richtigen Schub aufrechterhalten, um fortzufahren. Das Shuttle kam vom Kurs ab und wurde Windbelastungen durch den Luftstrom ausgesetzt, die etwa viermal höher waren, als es aushalten sollte. Anschließend wurde das Fahrzeug auseinandergerissen und stürzte wieder auf die Erde. Alle Besatzungsmitglieder an Bord gingen verloren.

Space Shuttle Challenger bricht auseinander, um 11:38 Uhr EST, 28. Januar 1986. Bildnachweis: NASA

Die Sicherheitsmaßnahmen für Weltraumflüge haben sich seit diesem tragischen Unfall erheblich verbessert. Auch jetzt, 35 Jahre später, hat die Wettervorhersage einen großen Einfluss auf die Startpläne der NASA und anderer Weltraumbehörden, sowohl öffentlich als auch privat.

Am Ende bereitete der technische Fehler in den O-Ringen des Feststoffraketen-Boosters die Voraussetzungen für diesen (oder einen ähnlichen) Unfall. Das damalige NASA-Management ist mitverantwortlich dafür, den Start trotz des Wetters voranzutreiben und vor möglichen Problemen zu warnen. Letztendlich waren jedoch die Kombination aus starker Kälte und extremer Windscherung die Faktoren, die den Booster an seine Grenzen brachten. Als Ergebnis, Herausforderer ist nach wie vor ein Beispiel dafür, warum Launch-Control-Crews jetzt akribisch sind, wenn es darum geht, widrige Wetterbedingungen zu vermeiden.

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 28. Januar 2016 veröffentlicht und wurde aktualisiert.


Herausfordernde Zeit des Todes der Challenger’s Crew

Im Gegensatz zu den Ermittlungen nach Columbia erwähnte die Rogers-Kommission der Challenger die physiologischen Details des Todes der Besatzung nicht, wahrscheinlich aus Sensibilität für die Familien der Astronauten. Die NASA veröffentlichte damals eine Erklärung, aus der hervorgeht, dass sie die Todesursache nicht feststellen konnte, aber “ stellte fest, dass es möglich, aber nicht sicher ist, dass es in den Sekunden nach der Auflösung des Orbiters zu Bewusstseinsverlust gekommen ist.”

Das ist die Geschichte, die seither überliefert wurde. Allerdings haben sich einige Stimmen erhoben, um diese Version der Ereignisse als nur teilweise wahr zu zerstreuen. Einer von ihnen ist der pensionierte und etwas exzentrische Astronaut Story Musgave. Musgrave war Arzt, bevor er Astronaut wurde, und arbeitete während seiner Jahre bei der NASA als Teilzeit-Unfallchirurg und er weiß genau, wie die Astronauten der Challenger starben. “Sie starben, als sie das Wasser trafen,” Musgrave sagt, ” Das wissen wir.”

Sehen Sie sich den folgenden Bericht an, um weitere Informationen zu erhalten:

Über den Autor

Merryl Azriel

Nachdem Merryl nach einem Jahrzehnt in Technik, Wissenschaft und Management ins professionelle Schreiben und Lektorat gewandert ist, genießt es nun, die Dichotomie wieder zu integrieren, indem er Weltraumtechnologie und -politik einer interessierten Öffentlichkeit zugänglich macht. Nach drei Jahren als geschäftsführender Herausgeber des Space Safety Magazine zog sich Merryl als Visiting Contributor und Manager der Kampagne zurück, um das Friedensnobelpreiskomitee auf die Zusammenarbeit mit der Internationalen Raumstation aufmerksam zu machen. Als Proposal Manager für den US-Regierungsauftragnehmer CSRA hält sie ihren Bleistift scharf.

12 Antworten

Die NASA und die Erforschung des Weltraums sind ein Trick für einen Vorteil für die globale Vorherrschaft aus dem Orbit –, das ist alles, alles andere ist nur nutzlose Faszination, um mehr öffentliche Gelder zu rechtfertigen, um sie zu unterstützen. Eine verübte Täuschung wie der Evolutionismus.

Wie und wann starben die Challenger-Astronauten?

Sehr informativ. Bitte ändern Sie Died to Die in der Überschrift. Es lenkt wirklich von der Ernsthaftigkeit des Inhalts ab.

Danke für das Highlight. Der italienische Ex-Chefredakteur, offensichtlich in der Übersetzung verloren, entschuldigt sich.

zwei Minuten und fünfundvierzig Sekunden zu wissen, dass du sterben wirst und dich nicht verabschieden können… RIP

Ich denke, die Crew der Challenger starb aufgrund der Geschwindigkeit, mit der sie den Ozean erreichten, und tötete sie im Gegensatz zu der Explosion sofort. Die Explosion ohne Rauchwolken wäre ein schneller Feuerstoß und verschwunden, in manchen Fällen dadurch, dass sie Raumanzüge trugen.

Selbst wenn sie „sofort“ starben, als sie auf das Wasser trafen, wussten Sie, dass sie nur für einen oder zwei Augenblicke den Schmerz verspürten, auseinandergerissen zu werden, als sie aufschlugen…

Es tut mir leid, aber nein, sie starben so schnell, dass die Nervenenden ihrer Körper nicht einmal Zeit gehabt hätten, dem Gehirn zu sagen, dass es weh tut. Es war ein gnädiger Tod, abgesehen von der Tatsache, dass sie 2,5 Minuten hatten, bevor sie abstürzten.

Ich möchte, dass dieser Typ im Video der Öffentlichkeit einfach sagt, was er weiß, anstatt nur heiliger zu klingen, als ob er etwas weiß, was wir nicht wissen. Seine Arroganz wird hier gebührend erwähnt.

Ich glaube nicht, dass sie bei Bewusstsein waren, als die Mannschaftskabine auf dem Wasser aufschlug. Mit dem Drehmoment und den Scherkräften des Aufbrechens bei Mach 2+ plus dem Aufprall von Trümmern während des Aufbrechens. Ich halte es für unwahrscheinlich, dass die Kabine die Integrität bewahrt hat, um den Luftdruck aufrechtzuerhalten, um das Bewusstsein der Astronauten für fast 3 Minuten im Wasser aufrechtzuerhalten. Die Luftpackungen lieferten keine Druckluft, um die Astronauten bei Bewusstsein zu halten.

Und Sie wissen besser als ein NASA-Untersucher, woher Ihr Medizinstudium kommt?

Sie trugen keine “Weltraumanzüge”. Shuttle-Astronauten trugen sie erst nach der Challenger-Katastrophe. Sie trugen Helme und Fluganzüge.


Die Space Shuttle Challenger-Katastrophe

von Jeff Forrest
Metropolitan State College

EINLEITUNG

Dieser Artikel diskutiert die Umwelt- und menschlichen Entscheidungsfaktoren, die mit dem Start des Space Shuttle Challenger am 28. Januar 1986 verbunden waren. Kurz nach dem Start explodierte das Shuttle und zerstörte das Fahrzeug und alle Besatzungsmitglieder. Die Ursache und die mitwirkenden Faktoren, die zur Challenger-Tragödie führten, werden im Detail untersucht. Der Fokus liegt auf der Verwendung eines Gruppenentscheidungsunterstützungssystems (GDSS) durch die NASA, um die Entscheidung für den Start zu treffen.

Es sind Beispiele enthalten, die zeigen, wie beitragende Faktoren wie mehrere Prioritäten und Anforderungen die NASA davon beeinflusst haben, verantwortungsbewusst und ethisch zu handeln. Der Beweis, dass die NASA eine fehlerhafte Datenbank in ihrem GDSS verwendet hat und wie sie das GDSS-Treffen falsch verwaltet hat, wird ebenfalls angeboten. Schließlich wird die Unfähigkeit jedes GDSS-Mitglieds, anonym über die Entscheidung zum Start abzustimmen, als kritischer Faktor diskutiert, der, wenn er zugelassen worden wäre, wahrscheinlich die Challenger-Tragödie verhindert hätte.

DIE SHUTTLE 51-L-MISSION

Umweltfaktoren – gesellschaftliche Auswirkungen

Das Space Shuttle Challenger 51-L war die 25. Mission im STS-Programm der NASA. Am 28. Januar 1986 explodierte STS 51-L kurz nach dem Start und zerstörte das Fahrzeug und alle seine sieben Besatzungsmitglieder.

Die Mission STS 51-L bestand darin, den zweiten Tracking- und Datenrelaissatelliten und den Kometenbeobachter Spartan Halley einzusetzen. Von größter Bedeutung für diese Mission war das Besatzungsmitglied S. Christa McAuliffe - der erste Passagier/Beobachter des Space Shuttle, der am NASA Teacher in Space-Programm teilnahm (vgl. [1]). Frau McAuliffe hätte Live-Bildungsübertragungen vom Shuttle aus geleitet und sie in Klassenzimmer auf der ganzen Welt übertragen.

Der Verlust von Menschenleben und die einzigartige Position, die Christa McAuliffe als erste Zivilistin symbolisierte, die als Lehrerin im Weltraum arbeitete, hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf die Gesellschaft und ihre Haltung gegenüber der NASA und den US-Weltraumprogrammen.

Wie in diesem Artikel untersucht wird, basierte die tragische Entscheidung zur Einführung von STS 51-L auf langfristigen Faktoren und der Verwendung eines fehlerhaften Systems zur Unterstützung von Gruppenentscheidungen, das durch das damit verbundene Missmanagement noch verschlimmert wurde. Das Ergebnis dieser Aktion verursachte Kosten für die Gesellschaft in Bezug auf Leben, Ressourcen und öffentliches Misstrauen. Die NASA erlebte daraufhin jahrelange Rückschläge für ihre damit verbundenen wissenschaftlichen Forschungen und Operationen.

HINTERGRUND

Human Factors - Beitrag zu einer Tragödie

Obwohl die Zerstörung des Shuttle Challenger durch den Hardwarefehler eines Solid Rocket Booster (SRB) "O"-Rings verursacht wurde, war die menschliche Entscheidung zum Start an sich fehlerhaft. Der Beschluss zur Einführung basierte auf fehlerhaften Informationen zur Entscheidungsunterstützung der Gruppe und wurde durch das damit verbundene Missmanagement dieser Informationen noch verstärkt. Wie bei den meisten Verkehrsunfällen gibt es jedoch normalerweise andere Faktoren, die dazu beitragen, ein Umfeld zu schaffen, das zu Fehlern und Ausfällen führt. Daher ist ein kurzer Überblick über die beitragenden Faktoren, die zur Zerstörung der Challenger führen, angebracht.

Umweltfaktoren – Anforderungen an das Space Shuttle

Der Prozess, der amerikanischen Öffentlichkeit und ihrem politischen System die Notwendigkeit eines wiederverwendbaren Raumtransportsystems zu "verkaufen", begann in den späten 1960er Jahren. Konzeptionell wurde das Space Shuttle auf dem Höhepunkt der erfolgreichen Apollo-Mission eingeführt. Anders als die Apollo-Mission wurde das Space Shuttle als Methode für den Einsatz im Weltraum zugelassen, ohne dass seine Einsatzziele fest definiert wurden ([2] S. 3). Hier ist der erste beitragende Faktor. Das Shuttle wurde als Dienstprogramm ohne feste Anwendung entwickelt. Daher war die Unterstützung für ein solches Projekt sowohl politisch als auch wirtschaftlich nicht sehr stark. Um politische Unterstützung zu gewinnen, wurde es als Projekt mit "schneller Auszahlung" verkauft (vgl. [2]). Zusätzliche Unterstützung wurde gewonnen, indem das Shuttle-Programm dem Militär als Mittel zur Erhöhung der nationalen Sicherheit und der Industrie als Instrument zur Erschließung neuer kommerzieller Möglichkeiten angeboten wurde. Wissenschaftler argumentierten gegenüber dem amerikanischen Volk, dass das Shuttle eine "American Voyage" ([2] S. 10) mit großem wissenschaftlichen Gewinn sein würde. Weltweit wurde das Shuttle als Partnerschaft mit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und als Mittel zur Verbesserung der nationalen und sozialen Beziehungen verkauft, indem Menschen unterschiedlicher Nationalität, Rasse und Geschlecht als Besatzungsmitglieder zusammengeführt werden.

Der Prozess zur Entwicklung der wirtschaftlichen, politischen und sozialen Unterstützung für das Shuttle führte den zweiten Faktor ein, der als heterogenes Engineering bezeichnet wird. Das heißt, die Planungs- und Managemententscheidungen des Shuttles wurden getroffen, um die Anforderungen organisatorischer, politischer und wirtschaftlicher Faktoren zu erfüllen, im Gegensatz zu einem Missionsprofil einer einzelnen Einheit mit spezifischen Zielen ([2] S. 9). Sobald das Shuttle funktionsfähig war, wurde es den betrieblichen Anforderungen einer Vielzahl von Benutzern ausgesetzt. Das Shuttle musste nun die Versprechen der NASA einhalten. Die Koordination der Bedürfnisse der politischen, kommerziellen, militärischen, internationalen und wissenschaftlichen Gemeinschaften setzte das Führungsteam von Shuttle unter immensen Druck. Erstens behinderte der politische Druck, ein zuverlässiges, wiederverwendbares Raumfahrzeug mit schneller Durchlaufzeit und Bereitstellung bereitzustellen, ernsthaft die Fähigkeit zur effektiven Systemintegration und -entwicklung. Zweitens war es nicht möglich, vollständige Managementunterstützungssysteme (MSS) zu konstruieren, die alle mit einer so vielfältigen Gruppe von Umweltvariablen verbundenen Faktoren berücksichtigen könnten. Drittens wurden zusätzliche Unsicherheit und eine niedrige Moral der NASA-Mitarbeiter geschaffen, als die Reagan-Administration darauf drängte, das Shuttle für "betriebsbereit" zu erklären, bevor die "Entwicklungsphase" abgeschlossen war [2].

Nachdem der Kongress Milliarden von Dollar ausgegeben hatte, um zum Mond zu fliegen, erwartete der Kongress, dass sich das Shuttle-Programm finanziell selbst tragen würde ([2] S. 15). Dies zwang die NASA, als pseudo-kommerzielles Unternehmen zu operieren. Daher war die Umgebung innerhalb der NASA vor dem Start der Challenger von Konflikten, Stress und Abkürzungen geprägt [2].

Entscheidungsunterstützungssystem (DSS) - Umweltauswirkungen

Die Wahrscheinlichkeit einer Katastrophe wurde höher, da die NASA kurz vor dem Start der Challenger immer stärker gefordert wurde [2]. Ein falsches Sicherheitsgefühl wurde von den NASA-Beamten empfunden, die ihnen 24 erfolgreiche Shuttle-Missionen zu verdanken hatten. Kurz vor dem Start von STS 51-L war die NASA eine Organisation voller innerer Unruhen und territorialer Schlachten ([3], S. 412). Krippen arbeiteten in einer Umgebung von "Überlastung und Turbulenzen" [3]. Kurz gesagt wurde die NASA als "Krankheit" ([3] S.414) des Verfalls und der Zerstörung charakterisiert.

So unglaublich es auch erscheinen mag, es scheint, dass die NASA vor dem Start der Challenger kein formelles DSS-Programm für die Shuttle-Operationen initialisiert hatte. Es gibt starke Belege dafür, dass Entscheidungen in erster Linie durch "Zufriedenheit" und bewusstes "Durchwursteln" getroffen wurden. Spezifische Merkmale der Entscheidungsfindung bestanden zu dieser Zeit in Abkürzungen, Kompromissen und operativen Heuristiken ("Operational Heuristics to Cannibalize existing parts" nach Jarman und Kouzmin [3] S. 414). Kurz gesagt, die NASA befand sich in einer Phase halb unkontrollierter Entscheidungsfindung, während sie versuchte, dem Militär, der Industrie und internationalen Forschungsorganisationen mit einem Raumfahrzeug zu dienen, das vor Abschluss der Entwicklungsphase für einsatzbereit erklärt wurde [4].

Die NASA verwendete standardmäßig die Entscheidungsfindung als primäres DSS. Seine organisatorische Grenze war hochpolitisch und offen für die Manipulation durch jede Instanz, die politische Macht ausüben konnte. Als die Reagan-Administration das Shuttle für "betriebsbereit" erklärte, nahm sie den NASA-Mitarbeitern die Motivation zur Verwaltung und hinterließ bei ihnen den Eindruck, dass die Entscheidungsfindung durch Anweisung aus politischen Quellen getroffen würde.

Die Erklärung des "Operational"-Status war der entscheidende Wendepunkt für die NASA und ihr Management des Shuttle-Betriebs. Unter den Mitarbeitern begann die Selbstzufriedenheit zu wachsen und Sicherheitsüberlegungen wurden gegen Zeit eingetauscht, die dafür aufgewendet wurde, den Shuttle im Zeitplan zu halten und "den Kunden des Tages" zufrieden zu stellen. Dies war die Umgebung kurz vor der Einführung von STS 51-L.

DIE ENTSCHEIDUNG ZUM START

Gruppenentscheidungsunterstützungssystem (GDSS) - Situationsanalyse

Zwischen der NASA und verwandten Entwicklern des Shuttles existierte ein Gruppenunterstützungssystem. Im Mittelpunkt dieser Diskussion wird Thiokol stehen - der Subunternehmer, der direkt für die Entwicklung der SRB-O-Ringe verantwortlich ist. Das GDSS-System zwischen NASA und Thiokol bestand aus Konferenzräumen zur gleichen Zeit/an verschiedenen Orten, die mit einer verbundenen und verteilten Computerschnittstelle ausgestattet waren. Freisprechtelefone nur mit Audio waren ebenfalls verfügbar.

Am Abend des 27. Januar 1986 informierte Thiokol die NASA über Bedenken bezüglich des am nächsten Tag geplanten Starts von STS 51-l. Thiokol-Ingenieure waren sehr besorgt, dass die ungewöhnlich kalten Temperaturen die "O"-Ringe auf die Leistungsstandards beeinträchtigen würden. Die Mission war bereits wetterbedingt abgesagt worden und aus Sicht der NASA an eine erneute wetterbedingte Absage nicht zu denken ([4] S. 23). Beide Parteien waren sich bereits bewusst, dass die Siegel des SRB aktualisiert werden mussten, hielten dies jedoch nicht für kritisch. Obwohl die vom GDSS (mit einem zugehörigen Expertensystem) bereitgestellten Informationen zeigten, dass die "O"-Ringe unter den vorhergesagten Temperaturen funktionieren würden, stellten Thiokol-Ingenieure ihre eigenen Tests und Daten in Frage, die in das GDSS einprogrammiert wurden. So wurde die NASA am Vorabend des Challenger-Starts darüber informiert, dass ihr GDSS eine fehlerhafte Datenbank hatte.

Zu diesem Zeitpunkt bat die NASA Thiokol um eine definitive Empfehlung für den Start. Thiokol-Vertreter empfahlen, nicht zu starten, bis die Außenlufttemperatur 53 ° F erreichte. Die Vorhersage für Florida zeigte für mehrere Tage keine Temperaturen, die diese Basislinie erreichten. Die NASA reagierte mit Druck auf Thiokol, ihre Entscheidung zu ändern. Der Level-III-Manager der NASA, Mr. Lawrence Mulloy, antwortete auf Thiokols Entscheidung mit der Frage: "Mein Gott, Thiokol, wann soll ich nächsten April starten?" ([4] S. 24).

Nach diesem Kommentar baten die Thiokol-Vertreter um fünf Minuten, um von der GDSS offline zu gehen. Während dieser Zeit forderte das Management von Thiokol den Chefingenieur auf, "seine Ingenieursmütze abzunehmen und seine Managementmütze aufzusetzen", was darauf hindeutet, dass organisatorische Ziele vor Sicherheitsüberlegungen gestellt werden [4]. Thiokol trat wieder in die GDSS ein und empfahl den NASA-Start. Die NASA fragte, ob es irgendwelche anderen Einwände von anderen GDSS-Mitgliedern gäbe, und es gab keine.

Gruppenunterstützungssystem - Kritische Analyse

Es besteht kein Zweifel, dass die Umgebung, in der die NASA und ihre angegliederten Entwickler arbeiteten, eine Möglichkeit für erhebliche menschliche Fehler bot. Trotzdem hatten die NASA und Thiokol während ihres GDSS-Treffens vor dem Start von STS 51-L eine "goldene" Gelegenheit, eine Katastrophe zu vermeiden. Die folgenden Faktoren werden als mögliche Erklärungen für die Entstehung des fehlerhaften GDSS und das damit verbundene Missmanagement seiner Informationen angeboten:

Zuerst, Thiokol war sich des "O"-Ring-Problems mindestens mehrere Monate vor dem Start der Challenger bewusst. Ziel war es jedoch, im Zeitplan zu bleiben. Die NASA wurde auf das Problem aufmerksam gemacht, aber es wurde als Situation mit geringem Risiko "heruntergespielt". Hier ist das erste Element fehlerhafter Informationen, das in das GDSS eingegeben wurde. Wenn die NASA sich der Bedeutung der "O"-Ring-Situation bewusst gewesen wäre, hätte sie wahrscheinlich den Ratschlägen der Thiokol-Ingenieure mehr Glauben geschenkt. Die während des GDSS-Meetings von Thiokol übermittelten Daten sagten jedoch, dass der Start bei den vorhergesagten Temperaturen sicher wäre. Die NASA war frustriert über die widersprüchlichen Ratschläge aus derselben Quelle.

Sekunde, die Entscheidung, einen Shuttle-Start zu verschieben, hatte sich zu einer "unerwünschten" Entscheidung der Mitglieder des Shuttle-Teams entwickelt [5]. Mit anderen Worten, Vorschläge eines Gruppenmitglieds, die letztendlich einen geplanten Start unterstützen würden, wurden von der Gruppe positiv unterstützt. Jeder Vorschlag, der zu einer Verzögerung führen würde, wurde von der Gruppe abgelehnt.

Dritter, meinten alle Mitglieder der GDSS, dass sie den "Normen" der Gruppe gerecht werden sollten. Obwohl die Thiokol-Ingenieure fest an ihrer Empfehlung festhielten, den Start zu streichen, änderten sie bald ihre Darstellung der Einwände, die einst mit der Möglichkeit des Ausschlusses aus dem Programm drohten (wie von einem NASA-Administrator vorgeschlagen, der "entsetzt" war über eine Firma, die eine solche Empfehlung auf der Grundlage der verfügbaren Daten) [5].

Vierte, Thiokol wurde sehr anfällig für "Gruppendenken", als sie eine Pause von der GDSS forderten. Zu diesem Zeitpunkt wurden sie isoliert, führten unter hohem Stress private Gespräche und hatten Angst, potenzielle zukünftige Einnahmen zu verlieren, sollten sie mit der NASA nicht einverstanden sein. All diese Faktoren gelten als vorrangig für die Formulierung von „Groupthink“ [5].

Fünfte, befürchteten alle Parteien eine öffentliche und politische Reaktion auf eine weitere Startabsage (in diesem Jahr gab es bereits sechs Absagen). Jede Partei begann zu rationalisieren, dass der Erfolg der Vergangenheit gleich dem zukünftigen Erfolg ist [5].

Schließlich, das GDSS war ernsthaft fehlerhaft. Wie bereits erwähnt enthielt die Datenbank fehlerhafte Angaben zu den "O"-Ringen. Ideen, Vorschläge und Einwände wurden erbeten, aber nicht anonym. Personen, die von den Gruppennormen abwichen, wurden als unwillkommene Mitglieder gekennzeichnet. Eine Agenda wurde nie definiert und die NASA war daher von der Thiokol-Präsentation überrascht. Konfliktmanagement wurde durch die Dominanz der NASA über das gesamte Treffen vermieden. Die NASA wurde manchmal sehr selbstbewusst und einschüchternd. In Anbetracht der Haltung der NASA war kein Gruppenmitglied oder Einzelperson bereit, für Kommentare oder Entscheidungen zur Rechenschaft gezogen zu werden [5].

Auch der Rahmen für ein so wichtiges GDSS-Treffen war ineffektiv. In Anbetracht der Tatsache, dass eine Freisprecheinrichtung und ein CPU-Modem verwendet wurden, war es für die NASA leicht, die persönlichen Meinungen der Thiokol-Ingenieure herunterzuspielen. Hätte die Sitzung für alle Mitglieder am selben Ort stattfinden können, wäre das Ergebnis möglicherweise anders ausgefallen. Am Ende des Treffens schlug die NASA sehr widerstrebend vor, den Start dennoch abzusagen, wenn Thiokol darauf bestand. Es gab keine Antwort von Thiokol und die NASA-Beamten konnten den Ausdruck der "Selbstzensur", der auf dem Gesicht jedes Thiokol-Ingenieurs kommuniziert wurde, nicht erkennen [5].

Der vielleicht bedeutendste Fehler in der GDSS war, als Thiokol ein privates fünfminütiges Treffen mit seinen eigenen Mitgliedern beantragte. Bis zu diesem Zeitpunkt war Thiokol bei seiner Empfehlung geblieben, den Start abzusagen. Nach der Trennung wurde Thiokol zu einem isolierten Mitglied und die GDSS scheiterte insgesamt. Nach der Wiederverbindung hatte Thiokol seine Position geändert und ohne jegliche Einwände grünes Licht für den Start gegeben.

SCHLUSSFOLGERUNGEN

Der kritische Faktor Mensch – Bedarf an Abstimmungstool

Viele Schlussfolgerungen können hinsichtlich der Hauptursache und der mit der Challenger-Tragödie verbundenen Faktoren gezogen werden. Dieser Autor ist der Meinung, dass in Bezug auf das GDSS und die Entscheidung, die Möglichkeit zu geben, anonym abzustimmen, für jedes Mitglied der Schlüsselfaktor war, der die Integrität des GDSS und die Qualität der Entscheidung gewahrt hätte.

Es hat sich gezeigt, dass die meisten Mitglieder der GDSS-Gruppe unmittelbar nach der Präsentation von Thiokol bei der NASA sehr besorgt über die "O"-Ring-Situation waren und der Meinung waren, dass die von Thiokol-Ingenieuren geäußerten Meinungen Anlass zu ernsthaften Überlegungen zur Absetzung des Starts geben [5]. Allerdings durften nur ausgewählte hochrangige Beamte ihre "Meinung" abstimmen, was sie mündlich und auf Antrag der NASA taten. Aus den Recherchen zu diesem Papier geht der Autor hervor, dass bei einer universellen anonymen Abstimmung der gesamten GDSS-Mitglieder eine Entscheidung getroffen worden wäre, den Start abzusagen.

Die Faktoren, die zum Challenger-Vorfall führten, lassen sich bis in die Anfänge des Shuttle-Programms zurückverfolgen. Die NASA und Thiokol versäumten es, ein Qualitätssicherungsprogramm durch MSS aufrechtzuerhalten, wie es beim Apollo-Programm initiiert wurde, aufgrund von Forderungen aus mehreren Quellen und politischen Drucks. Das für die Startentscheidung verwendete GDSS enthielt ungenaue Daten. Die technischen Mitglieder des GDSS glaubten nicht an die Testverfahren, die zur Generierung der Datenkomponenten im GDSS verwendet wurden. Und das gesamte Treffen wurde falsch geführt.

Die Entscheidung, das Challenger-Shuttle zu starten und seine anschließende Zerstörung hatte große Auswirkungen auf die Gesellschaft und die Verwaltung unseres Raumfahrtprogramms. Die einzigartige Mission von Challenger und der Tod von Christa McAuliffe öffneten die Tür für Diskussionen und Untersuchungen darüber, wie Manager DSS nutzen, um Entscheidungen zu treffen, die sich auf das öffentliche Vertrauen auswirken.

NACHWIRKUNGEN

Ethik und MSS/DSS - Human Factors Management

Eine vollständige Diskussion der ethischen Entscheidungsfindung würde den Rahmen dieses Artikels sprengen. Die Frage, wie die NASA und Thiokol mit ethischen Überlegungen umgegangen sind, ist jedoch von zentraler Bedeutung für die Entscheidung, das Challenger-Shuttle zu starten, und verdient daher einen kurzen Überblick.

Der erste Bereich, der ethische Bedenken hat, ist der Bereich der Informationsgenauigkeit. Die Tatsache, dass sowohl die Manager der NASA als auch die von Thiokol die Bedenken der Ingenieure von Thiokol wenig beachteten, ist sehr beunruhigend. Alle Mitglieder der Gruppe trafen eine Entscheidung in dem Wissen, dass die Entscheidung auf fehlerhaften Informationen beruhte. Ein zweites Anliegen ist, dass die getroffene Entscheidung die Sicherheit an die letzte Stelle und die betrieblichen Ziele an die erste Stelle stellt. Lediglich ein GDSS-Mitglied äußerte ernsthafte Besorgnis über den möglichen Verlust von Menschenleben [5]. Darüber hinaus wurde eine offene und freie Kommunikation vor und während des GDSS-Treffens durch Gruppendynamiken wie Mind Guarding, direkten Druck und Selbstzensur verhindert [5]. Personen, die von einer Situation wissen, die, wenn nicht mit Integrität gehandelt wird, sozialen Schaden verursachen könnte, sind verpflichtet, sich an jede Behörde zu wenden, die diese Situation im besten Interesse der Öffentlichkeit verwaltet und kontrolliert ([4] "Whistleblowing, S. 34) .

Die Analyse menschlicher Faktoren und die Managementwissenschaft haben begonnen, die Einbeziehung von MSS/DSS als eine sozial ansprechende Art der Geschäftstätigkeit zu definieren ([6] S. 826). Dies gilt insbesondere für Regierungsbehörden und große öffentliche Projekte wie das Shuttle-Programm. Es könnte argumentiert werden, dass sich die GDSS-Technologie nicht zu dem Grad an Effektivität entwickelt hat, der zur Unterstützung des Challenger-Projekts erforderlich war. Der Erfolg des DSS, das bei der vorherigen Apollo-Mission verwendet wurde, zeigt, dass dies nicht der Fall war. Im Challenger-Programm wurden soziale und ethische Entscheidungen aus Kosten-, Zeit- und Umweltgründen verworfen.

VERWEISE

[1] NASA Spacelink Challenger Pressemitteilung, http://history.nasa.gov/sts51lpresskit.pdf

[2] Launius, Roger D., „Auf dem Weg zu einem Verständnis des Space Shuttle: Ein historiographischer Essay“. Geschichte der Luftkraft, Winter 1992, vil. 39, nein. 4.

[3] Jarman A. und Kouzmin, A., "Entscheidungswege aus der Krise. Eine Heuristik der Simulation der Kontingenztheorie für die Challenger-Shuttle-Katastrophe", Zeitgenössische Krisen, 01. Dezember 1990, vol. 14, nein. 4.

[4] Kramer, Ronald C. und Jaska, James A., "The Space Shuttle Disaster: Ethical Issues in Organizational Decision Making", Western Michigan University, April 1987, 39 Seiten.

[5] Groupthink-Videoaufzeichnung geschrieben und produziert von Kirby Timmons, produziert von Melanie Mihal, Carlsbad, Kalifornien, CRM Films, ca. 1991 25min.

[6] Turban, Efraim, Entscheidungsunterstützung und Expertensysteme, Macmillan Publishing Company, N.Y., N.Y. 1993.

Anmerkung des Herausgebers

Die NASA-History-Site zum Challenger STS 51-L Accident unter http://history.nasa.gov/sts51l.html verlinkt auf viele Ressourcen, einschließlich der Analyse von Jeff Forrest. Den Lesern wird besonders empfohlen, den Bericht der Präsidentenkommission über den Space Shuttle Challenger Accident (allgemein als Bericht der Rogers-Kommission bezeichnet), Juni 1986, und die Umsetzungen der Empfehlungen, Juni 1987, zu lesen und zu überprüfen. Die GDSS war eine Audio-Telekonferenz. Die Folien waren an die NASA-Treffenstelle gefaxt worden. Herr Mulloy von der NASA sagte aus, dass Herr Kilminster von Thiokol den 5-minütigen Off-Net-Caucus beantragt habe, der letztendlich ungefähr 30 Minuten dauerte. Die Meinungen in dieser Analyse sind die des Autors und nicht unbedingt die des Herausgebers oder von DSSResources.com.

Einige Fragen zur weiteren Analyse und Diskussion

  1. Was ist ein Gruppenentscheidungsunterstützungssystem?
  2. Haben NASA und Thiokol ein GDSS verwendet?
  3. Hat das Gruppenentscheidungsunterstützungssystem versagt oder lag das Problem bei den Teilnehmern?
  4. Was war Ihrer Meinung nach der Grund für das Scheitern der Entscheidungsfindung in dieser Situation?
  5. Hätte eine verbesserte GDSS-Technologie diese Tragödie vermeiden können? Wenn ja, was war nötig? Video, anonyme Abstimmung?

Web-Links

Bitte zitieren als:

Forrest, J., "The Space Shuttle Challenger Disaster: A failure in Decision Support System and Human Factors Management", ursprünglich verfasst am 26. November 1996, veröffentlicht am 7. Oktober 2005 unter URL DSSResources.COM.

Jeff Forrest ist außerordentlicher Professor und Vorsitzender der Abteilung für Luft- und Raumfahrtwissenschaften am Metropolitan State College (MSCD) in Denver, Colorado. Er verfolgt auch einen Doktortitel in Informationswissenschaft an der School of Computer and Information Sciences der Nova Southeastern University. Kontaktieren Sie ihn per E-Mail unter [email protected]

Jeff Forrest erteilte am 28. August 2005 die Erlaubnis, diese Fallanalyse auf DSSResources.COM zu veröffentlichen. Dieser Artikel wurde am Freitag, den 7. Oktober 2005 auf DSSResources.COM veröffentlicht.

Diese Fallanalyse wurde auf DSSResources.com veröffentlicht, um das Andenken an Francis R. Scobee, Space Shuttle Challenger Commander, Michael J. Smith, Pilot, Judith A. Resnik, Mission Specialist 1, Ellison S. Onizuka, Mission Specialist 2, Ronald . zu ehren E.McNair, Missionsspezialist 3, Gregory B. Jarvis, Nutzlastspezialist 1 und Sharon Christa McAuliffe, Nutzlastspezialistin 2. Mögen ihr Leben und die anschließenden tragischen Todesfälle uns an die Grenzen von Mensch und Technologie erinnern.


Ein Managementfehler

Die Katastrophe hätte vermieden werden können. Die Probleme mit den O-Ringen waren dem am SRB arbeitenden Engineering-Team gut bekannt, aber Versuche, das Management zu benachrichtigen, wurden ständig zurückgehalten.

Das Phänomen der abnormalen O-Ring-Erosion war bei früheren Flügen beobachtet worden. Anstatt eine Untersuchung anzufordern, ignorierte das NASA-Management das Problem und entschied sich stattdessen, die Toleranz zu erhöhen.

In der Nacht vor dem Start hatte die NASA eine Telefonkonferenz mit Morton Thiokol, dem Hersteller des SRB. Eine Gruppe von Morton Thiokol-Ingenieuren, insbesondere Roger Boisjoly, drückte ihre tiefe Besorgnis über einen möglichen O-Ring-Versagen bei kaltem Wetter aus und empfahl, den Start zu verschieben.

NASA-Mitarbeiter lehnten die Verzögerung ab. “Mein Gott, Thiokol, wann soll ich starten – nächsten April?“ sagte Lawrence Mulloy, einer der Shuttle-Programmmanager, die an der Telefonkonferenz teilnahmen.

Auf Druck der NASA genehmigte das Management von Thiokol den Start, und Challenger war auf dem Weg zur Katastrophe. Dieses Versagen in der Kommunikation, kombiniert mit einer Managementstruktur, die es der NASA ermöglichte, Sicherheitsanforderungen zu umgehen, war die organisatorische Ursache für die Challenger-Katastrophe.

Boisjoly untersucht ein Modell des O-Rings bei einem Treffen von Führungskräften und akademischen Vertretern in Rye, New York, September 1991 (Credits: AP Photo).

Die Folgen

Es dauerte 81 Tage, um die Trümmer der Challenger aus dem Meer zu sammeln und zum Kap zurückzubringen. Das Shuttle-Programm ruhte fast drei Jahre lang, bis eine Reihe von technischen und Managementänderungen für den sicheren Betrieb des Shuttles durchgeführt wurden.

Die größte Herausforderung für die NASA bestand darin, das Vertrauen der USA in das Shuttle-Programm zurückzugewinnen. Trotz der technischen und Managementänderungen, die auf Challenger folgten, bewies die Columbia-Katastrophe im Jahr 2003, dass das Shuttle eine komplexe und unsichere Maschine war, deren Zuverlässigkeit von zu vielen Variablen abhing, um kosteneffektiv verwaltet zu werden.

Das Space Shuttle wurde im Jahr 2011 nach 135 Missionen ausgemustert. Trotz der beiden Tragödien, die seine Geschichte prägten, wird das Space Shuttle-Programm immer für seinen großartigen Beitrag zur Weiterentwicklung des US-Weltraumprogramms in Erinnerung bleiben.

Über den Autor

Siddharth Raval

Siddharth Raval ist Masterstudent in Maschinenbau an der University of New Brunswick. Seine Forschung konzentriert sich auf das Studium der "Rotor Dynamics of Industrial Polymer Mixers (Flow Induced Vibrations)", einer multidisziplinären Forschung, die die Disziplinen Strukturen, Vibrationen und Fluiddynamik kombiniert. Er hat eine Leidenschaft für Maschinen, insbesondere für Flugmaschinen. Sein Interesse liegt im Bereich der Fluiddynamik und strömungsinduzierten Schwingungen. Derzeit ist er mit der Space Safety and Sustainability Working Group des Space Generation Advisory Council verbunden, wo er und sein Team am Missionsdesign zur Entfernung von Weltraummüll arbeiten. Verbinden Sie sich mit ihm auf LinkedIn @ http://ca.linkedin.com/in/siddhartraval/

2 Antworten

Ist Englisch die Muttersprache des Autors? Hat sich jemand die Mühe gemacht, das Korrektur zu lesen?

Ich bin erstaunt, dass niemand, weder bei der NASA noch bei Morton Thiokol, für etwas ins Gefängnis gegangen zu sein scheint, was wirklich kein Unfall war, sondern eher ein Akt krimineller Verantwortungslosigkeit. Man kann sagen: “Nun, niemand WOLLTE, dass Challenger zerfällt, also war niemand schuld.” Die Parteien, die die Entscheidung für den Start trafen, hätten –wie sie behaupteten– den Schutz von Leben als erstes Anliegen haben sollen. Mulloy vertrat, wie ich gehört habe, die Position, dass, wenn ihm niemand beweisen könnte, dass eine Katastrophe passieren würde, der Start fortgesetzt werden sollte. Das ist ungefähr das schlimmste Kriterium, nach dem man handeln kann.


30 JAHRE NACH CHALLENGER - Was ist mit der Crew passiert? Warum fliegen wir ins All?

Am 28. Januar 1986 sahen Amerikaner zu, wie die Raumfähre Challenger mit sieben Astronauten an Bord, darunter dem ersten normalen Zivilisten, die Startrampe des Kennedy Space Center in Florida verließ. Etwas mehr als eine Minute später sahen wir entsetzt zu, wie sieben Leben abrupt in einer der ikonischsten Katastrophen der Raumfahrtgeschichte endeten. Fast jeder zu dieser Zeit lebende Amerikaner erinnert sich daran, wo er war, als er die Nachricht hörte.

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LOS ANGELES, CA (California Network) - Die Challenger-Explosion wurde an diesem hellen, frostigen Januarmorgen sofort in das kollektive Gedächtnis von Millionen von Amerikanern eingebrannt. Die Vision von zwei Feststoffraketen, die wie die Hörner eines Stiers aus dem Feuerball aufsteigen, markiert den Moment, in dem die Amerikaner erkannten, dass die Raumfahrt einen menschlichen Preis hat.

Besonders traumatisch wurde der Verlust durch den Tod der Lehrerin Christa McAuliffe, die einen Wettbewerb gewann, um als erster normaler Bürger ins All zu fliegen. Shuttle-Starts waren zur Routine geworden, aber ihre Aufnahme in die Mission erweckte neues öffentliches Interesse. Zum ersten Mal seit langer Zeit brachen Fernsehsender in das reguläre Programm ein, um ihre Fahrt ins All zu zeigen, und gaben den Amerikanern unwissentlich einen Platz in der ersten Reihe für eine Katastrophe.

Schließlich verursachte diese Wolke eine Explosion im massiven, braunen Hauptkraftstofftank, der auch den Challenger, der auf seinem Rücken montiert war, in die Luft jagte. Als das Shuttle zerbrach, blieb ein Teil intakt – der Mannschaftsraum.

Der Mannschaftsraum schützte die Besatzung mit ziemlicher Sicherheit vor der Hauptlast der Explosion. Tatsächlich ist es unwahrscheinlich, dass sie ernsthaft verletzt wurden, so Dr. Joseph P. Kerwin, Direktor für Biowissenschaften am Johnson Space Center. Sein Bericht machte deutlich, dass die Explosion die Besatzung kaum getroffen hätte. Mit anderen Worten, die Besatzung überlebte die Explosion problemlos.

Obwohl die Höhe die Besatzung innerhalb von Sekunden hätte bewusstlos machen können, stellten Bergungsexperten fest, dass mindestens drei der Astronauten ihre Notfallsauerstofftanks aktiviert hatten, was manuell erfolgen musste.

Der Bericht kam zu dem Schluss, dass die Besatzung für einen Großteil ihres Rückfalls auf die Erde wahrscheinlich kohärent war. Ihr Tod wurde schließlich fast drei Minuten später durch den Aufprall auf den Ozean verursacht.

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Die Einzelheiten des Schicksals der Besatzung wurden drei Jahrzehnte lang unterdrückt und von Unsicherheit weitgehend verschleiert. Die Besatzungskabine wurde in 30 Metern Tiefe entdeckt, nachdem sie explodiert war und aus einer Höhe von 65.000 Fuß gefallen war und dann ins Meer stürzte. Aber es war relativ intakt, so dass die grimmige Rechnung darauf hindeutet, dass sie von der Explosion nicht ohnmächtig wurden und dass wahrscheinlich genug Luftdruck vorhanden war, um das Bewusstsein für mehrere Sekunden oder länger aufrechtzuerhalten. Diese erschreckenden Details wurden zu dieser Zeit nicht allgemein bekannt.

Die Folgen der Katastrophe lösten eine nationale Debatte über die Sicherheit der bemannten Raumfahrt aus. Tatsächlich wurde festgestellt, dass NASA-Beamte nachlässig waren und beim Start der Challenger ein gefährliches Glücksspiel gespielt hatten. Als Ganzes musste die Nation überlegen, ob der Preis für die bemannte Raumfahrt die Kosten wert war. Warum tun wir es?

Die Antwort ist einfach. Wir können nicht bleiben. Unsere Gene drücken den Drang aus, zu erforschen und neue Horizonte zu suchen.

Nachdem die meisten Tränen getrocknet waren, lautete die überwältigende Antwort: Ja, wir müssen weitermachen. Die Menschheit hat nie Fortschritte gemacht, indem sie sich vor den Gefahren der Erforschung zurückgezogen hat. Das bemannte Raumfahrtprogramm der NASA wurde nach 18 Monaten und vielen Änderungen später wieder aufgenommen.

Im Jahr 2003 kam es zu einer weiteren Katastrophe mit dem Verlust des Shuttles Columbia. Dieser Verlust wurde durch ein großes Stück Isolierschaum verursacht, das unter den Vibrationen des Starts den externen Kraftstofftank abbrach und mit der Wucht einer Kugel auf die hitzebeständigen Kacheln auf dem Bauch der Columbia traf. Das resultierende Loch ermöglichte es dem Plasma, die strukturelle Integrität des Shuttles beim Wiedereintritt zu beeinträchtigen. Weitere sieben Astronauten wurden bei einer hochkarätigen Katastrophe verloren.

Das Shuttle-Programm ist inzwischen längst im Ruhestand, die erhaltenen Fahrzeuge sind Museumsstücke. Das Risiko, das sie mit sich brachten, war, zumindest politisch, einfach zu groß. Die NASA kehrt nun zu Raketen zurück, die einfacher und sicherer sein sollten und in den nächsten Jahren beginnen werden, Menschen zu transportieren.

Der Verlust von Challenger ist für die meisten in Vergessenheit geraten, da er durch 9/11 und die anderen Sorgen unserer Tage in den Schatten gestellt wurde. Trotzdem können wir nicht umhin, das Datum im Kalender zu sehen und daran zu denken, wo wir waren und was wir taten, als wir an diesem frostigen Januarmorgen die erschütternden Nachrichten hörten.

Wir wissen, dass wir gehen müssen, wir können nicht aufhören.

Das California Network ist die nächste Welle bei der Bereitstellung von Informationen und Unterhaltung zu Popkultur, gesellschaftlichen Trends, Lifestyle, Unterhaltung, Nachrichten, Politik und Wirtschaft. Wir sind hyperfokussiert auf ein Publikum, SIE, die vernetzte Generation. KOMMEN SIE MIT UNS BEI, WIE WIR DIE SÄMTLICHE MEDIENLANDSCHAFT NEU DEFINIEREN UND REVOLUTIONISIEREN.


Inhalt

Der Kansas City-Star beschrieb ein nationales Klima mit „hoher Arbeitslosigkeit, Inflation und zweistelligen Zinssätzen, die den Druck auf Bauherren erhöhten, Aufträge zu erhalten und Projekte schnell abzuschließen“. [4] Von der Zeitung als beschleunigt beschrieben, begann der Bau des 40-stöckigen Hyatt Regency Kansas City im Mai 1978. Es gab zahlreiche Verzögerungen und Rückschläge, einschließlich des Einsturzes von 2.700 Quadratfuß (250 m 2 ) des Daches. Die Zeitung stellte fest, dass "Bemerkenswerte Strukturen im ganzen Land mit alarmierender Geschwindigkeit versagten". Zu den bemerkenswerten Vorfällen gehörten der Dacheinsturz der Kemper Arena von 1979 [4] und der Dacheinsturz des Hartford Civic Center von 1978. Das Hotel wurde am 1. Juli 1980 offiziell eröffnet. [5]

Die Lobby war ein prägendes Merkmal mit einem mehrstöckigen Atrium, das von erhöhten Gehwegen überspannt wurde, die von der Decke abgehängt wurden. Diese Stahl-, Glas- und Betonkreuzungen verbanden das zweite, dritte und vierte Obergeschoss zwischen Nord- und Südflügel. Die Gehwege waren ungefähr 37 m lang [1] [ Seite benötigt ] und wog ungefähr 64.000 Pfund (29.000 kg). Der Gehweg der vierten Ebene befand sich direkt über dem Gehweg der zweiten Ebene.

Ungefähr 1.600 Menschen versammelten sich am Abend des 17. Juli 1981 im Atrium zu einem Tanztee. [7] Der Gang auf der zweiten Ebene fasste um ca. 19:05 Uhr ungefähr 40 Personen, weitere am dritten und weitere 16 bis 20 Uhr am vierten. [1] : 54 Die Brücke im vierten Stock wurde direkt über der Brücke im zweiten Stock aufgehängt, wobei der Gehweg im dritten Stock einige Meter von den anderen entfernt war. Die Gäste hörten Knallgeräusche, kurz bevor der Gang im vierten Stock mehrere Zentimeter absinkte, innehielt und dann vollständig auf den Gang im zweiten Stock fiel. Beide Gehwege fielen dann in die Lobby-Etage. [8]

Die Rettungsaktion dauerte 14 Stunden, [9] unter der Leitung des Notarztdirektors von Kansas City, Joseph Waeckerle. [2] Überlebende wurden unter Stahl, Beton und Glas begraben, die die Wagenheber der Feuerwehr nicht bewegen konnten. Freiwillige reagierten auf einen Aufruf und brachten Wagenheber, Taschenlampen, Kompressoren, Presslufthämmer, Betonsägen und Generatoren von Baufirmen und Zulieferern mit. [10] Sie brachten auch Kräne und zwangen die Ausleger durch die Lobbyfenster, um Trümmer anzuheben. [11] Der stellvertretende Feuerwehrchef Arnett Williams erinnerte sich an diese sofortige Erschütterung aus der Industrie: „Sie sagten ‚Nimm was du willst‘. Ich weiß nicht, ob all diese Leute ihre Ausrüstung zurückbekommen haben und niemand hat jemals eine Rechnung eingereicht." [10]

Die Toten wurden als provisorische Leichenhalle in einen Ausstellungsbereich im Erdgeschoss gebracht [12], und die Auffahrt und der Vorgarten des Hotels wurden als Triage-Bereich genutzt. [13] Diejenigen, die gehen konnten, wurden angewiesen, das Hotel zu verlassen, um die Rettungsbemühungen zu vereinfachen, und den tödlich Verletzten wurde Morphium verabreicht. [8] [14] Retter mussten oft Leichen zerstückeln, um Überlebende in den Trümmern zu erreichen. [8] Ein Chirurg musste das zerquetschte Bein eines Opfers mit einer Kettensäge amputieren. [15] Blutzentren erhielten schnell Aufstellungen von Hunderten von Spendern. [16]

Wasser überflutete die Lobby aus dem kaputten Sprinklersystem des Hotels und gefährdete die eingeschlossenen Überlebenden, zu ertrinken. Das letzte gerettete Opfer, Mark Williams, verbrachte mehr als neun Stunden mit ausgerenkten Beinen unter dem unteren Skywalk und wäre fast ertrunken, bevor das Wasser abgestellt wurde. Die Sicht war wegen des Staubs schlecht und weil die Stromversorgung unterbrochen worden war, um Brände zu verhindern. [11] [17] Insgesamt wurden 29 Menschen aus den Trümmern gerettet. [18]

Der Kansas City-Star beauftragte den Architekturingenieur Wayne G. Lischka [4] [19] mit der Untersuchung des Einsturzes und entdeckte eine wesentliche Änderung der ursprünglichen Gestaltung der Gehwege. [16] Innerhalb weniger Tage begann ein Labor an der Lehigh University mit der Prüfung von Kastenträgern im Auftrag der Stahlherstellungsquelle. [4] Die Lizenzbehörde von Missouri, der Generalstaatsanwalt und Jackson County würden den Zusammenbruch in den folgenden Jahren untersuchen. [16] Ein Ermittler des National Bureau of Standards (NBS) charakterisierte die nachlässige Unternehmenskultur, die das gesamte Hyatt-Bauprojekt umgibt, als "jeder, der sich von der Verantwortung entfernen will". Der Abschlussbericht der NBS zitierte strukturelle Überlastung aufgrund von Konstruktionsfehlern, bei denen "die Gehwege nur eine minimale Kapazität hatten, ihrem eigenen Gewicht zu widerstehen". [1] : 6

Die Ermittler fanden heraus, dass der Einsturz das Ergebnis von Änderungen am Design der Stahlaufhängungsstangen des Gehwegs war. Die beiden Laufstege wurden an einem Satz Stahlstangen mit einem Durchmesser von 1,25 Zoll (32 mm) aufgehängt [20] wobei der Laufsteg im zweiten Stock direkt unter dem Laufsteg im vierten Stock hing. Die Laufplattform im vierten Stock wurde von drei Querträgern getragen, die von den mit Muttern gehaltenen Stahlstangen aufgehängt waren. Bei den Querträgern handelte es sich um Hohlkastenträger aus 8 Zoll breiten (200 mm) C-Profilbändern, die der Länge nach mit einem Hohlraum dazwischen verschweißt wurden. Der ursprüngliche Entwurf von Jack D. Gillum and Associates sah drei Stangenpaare vor, die vom Gehweg im zweiten Stock bis zur Decke verlaufen und durch die Balken des Gehwegs im vierten Stock verlaufen, mit einer Mutter in der Mitte jedes Zugankers, die bis zu . angezogen ist am unteren Ende des Gehwegs im vierten Stock und eine Mutter an der Unterseite jeder Zugstange, die bis zum unteren Ende des Gehwegs im zweiten Stock angezogen ist. Sogar dieses ursprüngliche Design unterstützte nur 60 % der von den Bauvorschriften von Kansas City geforderten Mindestlast. [21]

Havens Steel Company hatte die Stangen hergestellt, und sie wandten ein, dass die gesamte Stange unterhalb des vierten Stocks mit einem Gewinde versehen werden müsste, um die Muttern anzuschrauben, die den Laufsteg im vierten Stock an Ort und Stelle halten. Diese Fäden würden beim Anheben der Struktur im vierten Stock beschädigt werden. Havens Steel schlug daher vor, zwei separate und versetzte Stangensätze zu verwenden: das erste Set zum Aufhängen des Laufstegs im vierten Stock an der Decke und das zweite Set zum Aufhängen des Laufstegs im zweiten Stock am Laufsteg im vierten Stock. [22]

Diese Designänderung würde sich als fatal erweisen. In der ursprünglichen Konstruktion mussten die Balken des Gehwegs im vierten Stock nur das Gewicht des Gehwegs im vierten Stock tragen, wobei das Gewicht des Gehwegs im zweiten Stock vollständig von den Stangen getragen wurde. In der überarbeiteten Konstruktion stützten die Träger des vierten Stocks jedoch sowohl den Laufsteg des vierten als auch des zweiten Stocks, waren jedoch nur für 30% dieser Last stark genug. [21]

Die gravierenden Mängel des überarbeiteten Designs wurden durch die Tatsache verschlimmert, dass beide Designs die Schrauben direkt durch eine Schweißverbindung platzierten, die zwei C-Profile, den schwächsten strukturellen Punkt in den Kastenträgern, verband. Das ursprüngliche Design sah vor, dass sich die Schweißnähte an den Seiten der Kastenträger und nicht an der Ober- und Unterseite befinden. Fotografien des Wracks zeigen übermäßige Verformungen des Querschnitts. [23] Während des Versagens spalteten sich die Kastenträger entlang der Schweißnaht, und die sie tragende Mutter rutschte durch den entstandenen Spalt, was mit Berichten übereinstimmte, dass der obere Laufsteg zunächst um mehrere Zoll fiel, wonach die Mutter nur von der oberen gehalten wurde Seite der Kastenträger versagte dann auch die Oberseite der Kastenträger, so dass der gesamte Laufsteg abstürzte. [ Zitat benötigt ] Es war eine gerichtliche Verfügung erforderlich, um die Skywalk-Teile zur Untersuchung aus dem Lager zu holen. [24]

Die Ermittler kamen zu dem Schluss, dass das zugrunde liegende Problem ein Mangel an ordnungsgemäßer Kommunikation zwischen Jack D. Gillum and Associates und Havens Steel war. Insbesondere waren die von Gillum and Associates erstellten Zeichnungen nur vorläufige Skizzen, aber Havens Steel interpretierte sie als fertige Zeichnungen. Gillum and Associates versäumten es, den ursprünglichen Entwurf gründlich zu überprüfen, und Ingenieur Daniel M. Duncan akzeptierte den vorgeschlagenen Plan von Havens Steel per Telefonanruf, ohne die erforderlichen Berechnungen durchzuführen oder Skizzen anzusehen, die seine schwerwiegenden intrinsischen Mängel offenbart hätten – insbesondere die Verdoppelung der Last beim vierten -Bodenbalken. [21] Berichte und Gerichtsaussagen zitierten eine Rückkopplungsschleife von unbestätigten Annahmen von Architekten, von denen jeder geglaubt hatte, dass jemand anderes Berechnungen durchgeführt und Bewehrungen überprüft hatte, aber ohne wirkliche Wurzeln in der Dokumentation oder den Überprüfungskanälen hatten die Arbeiter vor Ort es versäumt, das Verbiegen von Balken zu melden. [4]

Jack D. Gillum selbst würde später reflektieren, dass der Konstruktionsfehler so offensichtlich war, dass "jeder Ingenieurstudent im ersten Jahr es herausfinden könnte", wenn er nur überprüft worden wäre. [4]

Die New York Times sagte, dass die Opfer bald von der täglichen Beschäftigung der Gemeinde mit der Katastrophe und ihrer polarisierten Haltung von Schuldzuweisungen und "Rachefeldzügen" überschattet wurden, die bald sogar die lokalen Zeitungen, Richter und Anwälte ins Visier nahmen: "Selten wurde das Establishment einer Stadt so emotional zerrissen Katastrophe wie die von Kansas City war". Der Besitzer der Kansas City Star Company vermutete, dass die große Zahl der Opfer dafür sorgte, dass "nahezu die Hälfte der Stadt direkt oder indirekt vom Schrecken der Tragödie betroffen war". Die Zeitung erstellte 16 Monate lang eine mit dem Pulitzer-Preis ausgezeichnete investigative Berichterstattung über die Katastrophe und stellte sie in Konflikt mit der Kansas City-Gemeinde im Allgemeinen, einschließlich des Managements von Hallmark Cards, der Muttergesellschaft des Hotelbesitzers. [16]

Das Missouri Board of Architects, Professional Engineers and Land Surveyors stellte fest, dass die Ingenieure von Jack D. Gillum and Associates, die die endgültigen Zeichnungen genehmigt hatten, sich grober Fahrlässigkeit, Fehlverhaltens und unprofessionellem Verhalten in der Ingenieurpraxis schuldig gemacht hatten. Sie wurden von allen Verbrechen freigesprochen, für die sie ursprünglich angeklagt wurden, aber das Unternehmen verlor seine Ingenieurlizenzen in den Bundesstaaten Missouri, Kansas und Texas sowie seine Mitgliedschaft in der American Society of Civil Engineers. [4] [21] [23]

In den Monaten nach der Katastrophe wurden mehr als 300 Zivilklagen mit einer Gesamtsumme von 3 Milliarden US-Dollar angestrengt. [16] Davon wurden im Laufe der Jahre mindestens 140 Millionen US-Dollar (entspricht 339,9 Millionen US-Dollar im Jahr 2019) [25] den Opfern und ihren Familien zugesprochen. Gegen die Crown Center Corporation, die der Manager des Hotels und eine Tochtergesellschaft von Hallmark Cards war, der das Gebäude jedoch nicht gehörte, wurde eine Sammelklage auf Strafschadenersatz gewonnen. [26] [27] Diese Klage brachte 10 Millionen US-Dollar ein, darunter 6,5 Millionen US-Dollar als Spenden für wohltätige und bürgerliche Bemühungen, die Hallmark als „heilende Geste bezeichnete, um Kansas City zu helfen, die Tragödie des Zusammenbruchs der Skywalks hinter sich zu lassen“. Jedem der rund 1.600 Hotelgäste aus dieser Nacht wurden bedingungslos jeweils 1.000 US-Dollar angeboten, von denen 1.300 akzeptiert wurden. Jeder Angeklagte, einschließlich Hallmark Cards, Crown Center Corporation, die Architekten, Ingenieure und Auftragnehmer des Hotels, lehnten jede rechtliche Haftung ab, einschließlich der Haftung für ungeheuerliche technische Fehler. [16]

Mehrere Retter erlitten aufgrund ihrer Erfahrung erheblichen Stress und verließen sich später in einer informellen Selbsthilfegruppe aufeinander. [9] [ fehlgeschlagene Überprüfung ] Presslufthammer-Betreiber "Country" Bill Allman starb durch Selbstmord. [28]

1983 berichteten die lokalen Behörden, dass der Wiederaufbau des Hotels im Wert von 5 Millionen US-Dollar das Gebäude „möglicherweise zum sichersten des Landes“ machte. Das Hotel wurde 1987 in Hyatt Regency Crown Center und 2011 erneut in Sheraton Kansas City im Crown Center umbenannt. Seitdem wurde es mehrmals renoviert, obwohl die Lobby das gleiche Layout und Design beibehält.

Der Einsturz des Hyatt Regency bleibt das tödlichste nicht absichtliche strukturelle Versagen in der amerikanischen Geschichte und war der tödlichste strukturelle Zusammenbruch [3] : 4 in den USA bis zum Einsturz der Türme des World Trade Centers 20 Jahre später. Die Welt reagierte auf das Ereignis, indem sie die Kultur und den akademischen Lehrplan der Ingenieurethik und des Notfallmanagements aktualisierte. Darin teilt die Veranstaltung die Hinterlassenschaften der Bhopal-Katastrophe von 1984, dem Space Shuttle von 1986 Herausforderer Katastrophe und die Katastrophe von Tschernobyl 1986. [4] [29]

Die Katastrophe wird heute oft als Fallstudie betrachtet, die Ersthelfern den "All-Hazard-Ansatz" für mehrere Disziplinen in verschiedenen Rechtsordnungen lehrt und universitäre Ingenieurethikkurse lehrt, wie die kleinste persönliche Verantwortung die größten Projekte mit den schlechtesten Ergebnissen beeinflussen kann. [30] [31]

Handelsgruppen wie die American Society of Civil Engineers führten Untersuchungen durch, verbesserten die Standards für Peer-Reviews, förderten Seminare und erstellten Handelshandbücher zur Verbesserung der professionellen Standards und des öffentlichen Vertrauens. Die Kansas City Codes Administration wurde zu einer eigenen Abteilung, verdoppelte ihr Personal und widmete allen Aspekten jedes überprüften Gebäudes einen einzigen Ingenieur. [4] Die Politik und die Regierung von Kansas City wurden Berichten zufolge jahrelang von Ermittlungen gegen Korruption geprägt. [16] Der Kansas City-Star und die dazugehörige Veröffentlichung die Kansas City-Zeiten gewann 1982 einen Pulitzer-Preis für ihre 16-monatige investigative Berichterstattung über den Zusammenbruch. [32] 1983 wurde die Katastrophe als Argument gegen den Versuch der Reagan-Administration angeführt, eine Behörde des National Bureau of Standards zu eliminieren. [16]

Ein Denkmal wurde von der Skywalk Memorial Foundation, einer gemeinnützigen Organisation, die für die Opfer des Hyatt-Einsturzes gegründet wurde, am 12. November 2015 im Hospital Hill Park gegenüber dem Hotel eingeweiht. [33] [34] Es beinhaltete eine Spende von 25.000 US-Dollar von Hallmark Cards. [24]

Jack D. Gillum (1928–2012), [35] der Eigentümer des Ingenieurbüros und ein bekannter Ingenieur für das Hyatt-Projekt, hielt nach der Tragödie jahrelang gelegentlich Vorträge auf Ingenieurskonferenzen. Er beanspruche die volle Verantwortung und sei von seinen Erinnerungen „365 Tage im Jahr“ gestört, sagte er, er wolle „das Tageslicht aus ihnen erschrecken“, in der Hoffnung, zukünftige Fehler zu vermeiden. [4]


Die Wahrheit hinter der Challenger-Katastrophe, wie das Wetter schuld war

Montag, 28. Januar 2019, 10:30 Uhr – Vor 33 Jahren trug das kälteste und windigste Wetter, das jemals während eines Starts in Zentralflorida aufgezeichnet wurde, zu einer der schlimmsten Weltraumkatastrophen der Geschichte bei. Hier ist wie.

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 28.01.2016 veröffentlicht und wurde aktualisiert.

Am kühlen Dienstagmorgen des 28. Januar 1986 bestiegen sieben US-Astronauten das Space Shuttle Herausforderer, bereit für einen Start um 11:37 Uhr ET in die Erdumlaufbahn für einen sechstägigen Aufenthalt im Weltraum.

Nur 73 Sekunden nach dem Start, um 11:38 Uhr EST, endete ihre Mission auf tragische Weise, als das Shuttle auseinanderbrach und wieder auf die Erde stürzte. Bei dem Unfall starben Francis Scobee, Michael Smith, Ellison Onizuka, Judith Resnik, Ronald McNair, Gregory Jarvis und Christa McAuliffe.

Bei einem Weltraumstart können viele Dinge schief gehen.

Tausende von Teilen werden für den Bau eines Raumfahrzeugs benötigt, und selbst ein kleiner Fehler kann sehr schlimm werden, wenn diese Fahrzeuge beim Aufstieg in den Weltraum oder bei der Rückkehr zur Erde stark beansprucht werden. Ein allgemeiner Refrain, der zu hören ist, wenn etwas schief geht, ist "Raum ist hart".


Challenger sitzt auf der nebligen Startrampe für seinen allerersten Flug ins All im April 1983. Credit: NASA

Also, was ist mit dem passiert? Herausforderer Katastrophe, die sieben Menschenleben kostete und das Shuttle-Programm über zweieinhalb Jahre lang lahmlegte?

Das bei der Untersuchung des Unfalls aufgedeckte technische Problem wurde mit einem bestimmten Teil des Shuttles festgestellt - einem Gummi-O-Ring in der Nähe der Basis eines der beiden Feststoffraketen-Booster. Diese O-Ringe dichten die Feldfugen zwischen den Abschnitten des Boosters ab und sollen sich schnell ausdehnen und zusammenziehen, wenn sich die Abschnitte des Boosters unter den Belastungen des Starts biegen und verschieben, um das Entweichen von heißen Abgasen zu verhindern diese Gelenke.


Ein Schema des Feststoffraketen-Boosters, der von Challenger verwendet wird. Die der Düse am nächsten liegende „Feldverbindung“ ist die Position des O-Rings, der während des Starts versagt hat. Bildnachweis: NASA

Obwohl diese O-Ringe zuvor 24 Shuttle-Starts ohne Zwischenfälle funktioniert hatten, gab es einen inhärenten Fehler in ihrem Design, der stark zum Verlust von Herausforderer: Sie wurden nicht für Operationen unter 4 °C eingestuft.

RECORD COLD LAUNCH MORGEN

Beim Start vor Herausforderer's schicksalhafter Start, nur zwei Wochen zuvor, als das Space Shuttle Columbia am frühen Morgen des 12. Januar ins All flog, lagen die Temperaturen in Cape Canaveral bei etwa 13°C.

Am Morgen des 28. Januar war das Quecksilber jedoch in Zentralflorida im Rahmen eines Kälteeinbruchs unter den Gefrierpunkt gefallen, der an diesem Tag Teile des Südostens der USA erfasst hatte. Im Norden hatte Atlanta, GA, über Nacht ein Tief von fast -14 ° C, während Montgomery, AL, ein Tief von -9 ° C hatte.

Für mehrere Gemeinden in der Gegend von Cape Canaveral erlebten sie ihren kältesten 28.


Temperaturaufzeichnungen der NOAA für den Morgen des 28. Januar 1986. Bildnachweis: NOAA NCDC

Diese kalten Rekordtemperaturen verursachten eine deutliche Vereisung von Herausforderer's Startturm, wie in den Bildern unten zu sehen:


Lange Eiszapfen hängen vom Startturm der Challenger.
Bildnachweis: NASA


Diese Komponente war fast vollständig vereist.
Bildnachweis: NASA

Eis auf dem Startturm ist jedoch nicht unbedingt ein Problem für einen Start. Da der Start verzögert wurde, um die Temperaturen mit Sonnenaufgang zu erwärmen, gelang es ihnen, bis zur Startzeit um 11:37 Uhr über den Gefrierpunkt zu steigen, obwohl nur etwa 2 ° C darüber, und die Bodenmannschaften konnten alle direkten Probleme durch Eisbildung lösen.

Es war jedoch speziell die Wirkung der Kälte auf den O-Ring des rechten Feststoffraketen-Boosters - der beim Aufgang der Sonne noch im Schatten lag und daher vor dem Start nicht von direkter Sonneneinstrahlung zum Aufwärmen profitierte - das war das Problem.

Nach der Unfalluntersuchung wird „[ein] warmer O-Ring, der komprimiert wurde, viel schneller in seine ursprüngliche Form zurückkehren als ein kalter O-Ring, wenn die Kompression entlastet wird“, und „[a] komprimierter O-Ring bei 75 Grad Fahrenheit ist bei der Rückkehr in seine unkomprimierte Form fünfmal reaktionsschneller als ein kalter O-Ring bei 30 Grad Fahrenheit." Als Referenz: 75 °F = 23,9 °C, während 30 °F = -1,1 °C.

So führte die Kälte, die während dieser kühlen Nacht in die O-Ringe sickerte, dazu, dass sie sich versteiften und weniger empfänglich wurden und somit weniger in der Lage waren, die Arbeit zu erfüllen, für die sie ausgelegt waren.

Wann Herausforderer vom Pad abgehoben und in den Himmel aufgestiegen, konnte der kalte O-Ring nicht schnell genug auf die Belastungen reagieren, die auf den richtigen Feststoffraketen-Booster ausgeübt wurden. Dadurch wurden Lücken zwischen den beiden Teilen geöffnet, so dass heiße Abgase entweichen konnten. Normalerweise führen diese heißen Gase tatsächlich dazu, dass sich die O-Ringe ausdehnen, wodurch eine engere Abdichtung entsteht und somit jede Gefahr begrenzt wird. In diesem Fall verlangsamte jedoch das kalte Wetter diesen Prozess, sodass über einen längeren Zeitraum mehr Gase durch die Verbindung entweichen konnten, wodurch ein Großteil des O-Rings verdampft wurde.


Dieses wiedergewonnene Stück des Boosters zeigt den geschmolzenen Gummi vom O-Ring. Bildnachweis: NASA


Diese Ansicht zeigt das Loch, das der Raketenauspuff durch den Booster gebrannt hat. Bildnachweis: NASA

Wenn das das einzige Problem gewesen wäre, auf das das Shuttle gestoßen wäre, wäre es sehr wahrscheinlich immer noch sicher in den Weltraum gekommen und hätte sogar seine Mission abgeschlossen. Dies liegt daran, dass laut dem NASA-Bericht die Nebenprodukte des brennenden Raketentreibstoffs und des verdampfenden O-Rings eine einigermaßen starke Abdichtung zwischen den beiden festen Boosterabschnitten bilden und so das Leck stoppen.

Also, wenn Herausforderer wären keine weiteren Komplikationen aufgetreten, wäre die Shuttle-Mission STS-51-L wahrscheinlich so einfach in die Geschichte eingegangen STS-51, und es wäre eine weitere erfolgreiche Reise ins All und zurück für die NASA gewesen. Der einzige Hinweis darauf, dass etwas schief gelaufen war, war, als sie den Booster aus der Spritze holten und den Schaden am O-Ring sahen.

NICHT NUR KALT, SONDERN TURBULENT

Leider war der kalte O-Ring nicht die einzige Komplikation, die das Wetter bei dieser speziellen Shuttle-Mission verursachte.

37 Sekunden nach dem Abheben, Herausforderer begann eine Reihe von Windscherungsereignissen zu durchlaufen - verschiedene Schichten der Atmosphäre entlang ihrer Startflugbahn, wo die Winde zwischen diesen Schichten sehr plötzlich und dramatisch die Richtung und/oder Geschwindigkeit änderten.

Ein Wetterballon, der einige Stunden vor dem Abheben gestartet wurde, zeigte starke Winde in der Höhe, aber keine besonders starken Scherungen oder Turbulenzen. Berichte aus der Zeit besagen, dass Piloten, die Testflüge in der Region durchführten, eine gewisse Windscherung erlebten, die jedoch innerhalb akzeptabler Grenzen lag. So machten das Wetter in der Höhe und die Pilotenberichte die Lotsen frei, mit dem Start fortzufahren.

Zum Zeitpunkt des Starts hatten sich die Bedingungen jedoch offenbar deutlich verschlechtert.

In einer im Oktober 1986 im Bulletin der American Meteorological Society veröffentlichten Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern des Goddard Space Flight Center der NASA führten die Forscher eine detaillierte Untersuchung der Wetterbedingungen über dem Südosten der USA für den Morgen des 28. Januar durch dass sich zur Zeit des Herausforderer Start. Einer dieser Jet Streaks, der "Polarfront Jet" oder PFJ, wehte aus nordwestlicher Richtung, während der andere, der "subtropische Jet" oder STJ, über der Region oberhalb des PFJ von Westen her beschleunigte. Südwesten. Die damals durchgeführten Simulationen zeigten, dass Herausforderer hätte mehrere Schichten mäßiger bis starker Windscherung durchlaufen, die "zum Zeitpunkt des Starts das Potenzial für klare Luftturbulenzen in Nord-Zentral-Florida aufwies".

Ganze 27 Sekunden stürzte das Shuttle durch diese Turbulenzen, wobei der Flugcomputer genau so reagierte, wie er es für die Situation hätte tun sollen, und bei Bedarf Korrekturen vornahm, um dies zu halten Herausforderer auf Kurs. Wie der NASA-Bericht jedoch feststellte, "[d]ie Windscherung verursachte, dass das Steuersystem aktiver war als bei jedem früheren Flug."

Diese unglückliche Situation belastet den bereits kompromittierten rechten Feststoffraketen-Booster noch stärker. Gegen Ende der Manöverabfolge des Shuttles wurde eine Flammenwolke vom Booster für die Beobachter am Boden wahrnehmbar, da diese zusätzlichen Belastungen die Dichtung an der rechten Booster-Rakete brachen und die Abgase durch das Gelenk entweichen ließen. Noch einmal.


Ansichten von der Tracker-Kamera des Startplatzes zeigen das Auftauchen der Abgasfahne von Challengers rechtem Feststoffraketen-Booster. Bildnachweis: NASA

Als das Shuttle die Windscherung nur 64 Sekunden nach dem Start überstand, war die Wolke größer geworden, als sie durch die Naht brannte, und begann dann, ein Loch in den äußeren Kraftstofftank zu brennen. Sobald der äußere Kraftstofftank durchbrochen war, begann Wasserstoffkraftstoff auszutreten, wodurch mehr Rauch vom Shuttle wegströmte.

Dies alles unbemerkt von der Bordcrew und den Fluglotsen, als der Auftrag erteilt wurde, für den Rest der Reise in den Orbit Gas zu geben, die Belastungen für das Raumfahrzeug - sowohl durch Kälte als auch durch Wind Schere - erwies sich als zu viel. Der beschädigte Feststoffraketen-Booster und der beschädigte Treibstofftank versagten und entzündeten den Wasserstofftreibstoff im Tank.

Ohne den richtigen Schub, Herausforderer vom Kurs abgekommen und wurde Windbelastungen durch den Luftstrom ausgesetzt, die etwa viermal so hoch waren, wie es ursprünglich ausgelegt war. Anschließend wurde das Fahrzeug auseinandergerissen und stürzte wieder auf die Erde.


Space Shuttle Challenger bricht auseinander, um 11:38 Uhr EST, 28. Januar 1986. Bildnachweis: NASA

Während sich die Sicherheitsmaßnahmen für Weltraumflüge seither verbessert haben, bleibt das Wetter nach diesem tragischen Unfall und auch heute, 33 Jahre später, immer noch ein großer Einfluss auf den Startplan der NASA und anderer öffentlicher und privater Weltraumbehörden.

Herausforderer steht als Beispiel dafür, wie schlimm es mit der falschen Kombination von Bedingungen gehen kann und warum Launch-Control-Crews äußerst vorsichtig sind, wenn es darum geht, widrige Wetterbedingungen zu vermeiden.


Der Space Shuttle Challenger-Unfall

Der Himmel war klar und die Sonne schien an dem kalten, eisigen Morgen des 28. Januar 1986. Das Kennedy Space Center in Florida war damit beschäftigt, den Start des 25. Space Shuttles ins All vorzubereiten. Mission 51-L, der 10. Flug des Orbiter Challenger. Dies war einer der am meisten bekannt gemachten Starts, weil es das erste Mal war, dass ein Zivilist, ein Schullehrer, ins All flog. Der Start von Challenger hatte sich wegen schlechten Wetters fünfmal verzögert, der 28. Januar war der kälteste Tag, an dem die NASA je ein Shuttle gestartet hat. Es war soweit, um 11:38 Uhr Eastern Standard Time verließ Challenger Pad 39B in Kennedy. Dreiundsiebzig Sekunden nach dem Flug explodierte die Orbiter Challenger und tötete alle sieben Besatzungsmitglieder. Challenger explodierte 73 Sekunden nach dem Start, aber was geschah eigentlich beim Start? Was hat die Explosion mechanisch verursacht?

Die Temperatur am Boden bei Pad 39B betrug 36 ° F, das war 15 ° F kühler als bei jedem anderen früheren Start der NASA. Die Solid Rocket Booster (SRB) wurden gezündet und das Donnern begann. 0,68 Sekunden nach der Zündung zeigte das Videoband schwarzen Rauch, der aus dem hinteren (unteren) Feldstoß des rechten SRB kam. Das hintere Feldgelenk ist der untere Teil des SRB. Der schwarze Rauch deutete darauf hin, dass Fett, Fugenisolierung und Gummi-O-Ringe verbrannt wurden. Der Rauch kam weiterhin aus dem hinteren Feldstoß, der dem Außentank zugewandt war, in Zyklen von 3 Rauchwolken pro Sekunde. Die letzte Rauchwolke wurde nach 2,7 Sekunden gesehen. Der schwarze Rauch war ein Hinweis darauf, dass die hintere Feldfuge nicht richtig dichtete. Später im Flug wurden Blitze auf Challenger gesehen. Drei helle Blitze schossen 45 Sekunden nach dem Abheben über die Flügel des Herausforderers. Jeder der drei Blitze dauerte nur 1/13 Sekunde. Da diese Blitze bei anderen Shuttle-Missionen gesehen wurden und nicht als Probleme angesehen wurden. Diese hellen Blitze hatten nichts mit der Flamme zu tun, die man später im Flug sah.

Die ersten Anzeichen von Rauch

Bei 58,8 Sekunden Flugzeit auf verbessertem Film wurde eine Flamme gesehen, die vom rechten SRB kam. Die Flamme kam von der hinteren Mitte und dem hinteren Gelenk bei 305° um den Umfang des SRB. Die Flamme brannte aus Gas, das aus dem SRB entwich. Einen Bruchteil einer Sekunde später, bei 59,3 Sekunden, war die Flamme gut definiert und konnte ohne verstärkten Film gesehen werden. Als die Flamme größer wurde, hatte die Flamme begonnen, durch die um den Orbiter strömende Luft gegen den externen Tank zu drücken. Der SRB ist am externen Tank durch eine Reihe von Streben entlang der Seite des externen Tanks befestigt. Eine dieser Streben befindet sich bei 310° des Umfangs des SRB. Die Flamme drückte beim Wachsen gegen diese Strebe mit einer intensiven Hitze von 5600 ° F, was sie heiß und schwach machte.

Der erste Anblick, dass die Flamme den externen Tank traf, war nach 64,7 Sekunden, als sich die Farbe der Flamme änderte. Die Farbänderung zeigte an, dass die Flammenfarbe durch das Mischen mit einer anderen Substanz erzeugt wurde. Diese andere Substanz war flüssiger Wasserstoff, der im externen Tank gespeichert wird. Der externe Tank speichert Wasserstoff und Sauerstoff in zwei Tanks. Der obere Tank enthält Sauerstoff und der untere enthält Wasserstoff. Druckänderungen vom Wasserstofftank bestätigten ein Leck. 45 Millisekunden nach dem Farbwechsel entwickelte sich ein kleines leuchtendes Licht zwischen dem externen Tank und den schwarzen Kacheln des Challengers.

Das Glühen der Flamme des SRB

Ab 72 Sekunden gab es eine sehr plötzliche Kette von Ereignissen, die Challenger und die sieben Besatzungsmitglieder an Bord zerstörten. All diese Ereignisse geschahen in weniger als zwei Sekunden. Inzwischen war die untere Strebe, die den rechten SRB mit dem externen Tank verband, extrem heiß und sehr schwach. Mit der vom SRB gegebenen Kraft brach die untere Strebe sowohl vom rechten SRB als auch vom externen Tank ab. Erlaubt dem rechten SRB, sich frei um die oberen Streben zu drehen. Der SRB war außer Kontrolle, der Boden des SRB schwang herum und schlug, brannte und verbeulte den Challengers-Flügel. Nach 73,12 Sekunden Flugzeit war ein weißer Dampf aus der unteren Ecke des rechten SRB zu sehen. Der externe Tank war aufgrund der starken Hitze der Flamme schwach. Die Kuppelstruktur unter dem externen Tank versagte und stürzte ab. Der Wasserstofftank im externen Tank platzte und gab den flüssigen Wasserstoffinhalt frei. Mit dem plötzlichen Fehlen von Wasserstoff gab es eine extreme Kraft, die den Wasserstofftank nach vorne in den Sauerstofftank schoss, der ebenfalls platzte.

Ein Diagramm der Kraftstofftanks.

Als die beiden Zwischentanks kollidierten, traf die Oberseite des rechten SRB auf der Außenseite die Oberseite des externen Tanks und zerbrach auch den Sauerstofftank. Der sichtbare weiße Dampf war die Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff. Bei 73,14 Sekunden versagten alle Strukturen.Nur Millisekunden nachdem der weiße Dampf vom rechten SRB gesehen wurde, hatte sich das Leuchten in einer riesigen Explosion in einen Feuerball verwandelt. Die Hauptexplosion war der Wasserstoff und Sauerstoff, die aus dem externen Tank kamen. Die Challenger fuhr mit einer Geschwindigkeit von Mach 1,92 in einer Höhe von 46.000 Fuß, als sie explodierte. Die letzte aufgezeichnete Übertragung von Challenger war 73,62 Sekunden nach dem Start, als sie wirklich auseinanderfiel.

Kurz bevor Challenger in die Luft geflogen war, wurde es von einer Rauchwolke eingehüllt, die nach der Explosion noch größer wurde. Unter dem grauen Rauch der Explosion breitete sich roter Rauch aus. Dieser rote Rauch war das Reaktionskontrollsystem, das aus den Trümmern von Challenger brannte. Trümmer von Challenger wurden gesehen, wie sie fielen und auf den Ozean zurasten. Beide SRBs flogen in entgegengesetzte Richtungen aus dem Feuerball und der Wolke heraus. Der Sprengstoff des SRB wurde 110,25 Sekunden nach dem Start vom Sicherheitskommandanten der US-Luftwaffe gezündet. (36,6 Sekunden nach der Explosion.) Die SRB haben Fallschirme im oberen Kegel, damit sie bei einem normalen Start langsam auf den Boden zurückkehren können. Die Fallschirme des durchgebrannten SRB hatten sich gelöst und schwammen zu Boden. Die Zuschauer dachten, die Besatzung sei mit ihrem Fluchtsystem aus dem Shuttle entkommen. Was die Wachen nicht wussten, war, dass es auf keinem der Shuttles ein Fluchtsystem gab. Der SRB rast aus der Rauchwolke des explodierenden Herausforderers davon.

Unmittelbar nach der Explosion fliegen die SRBs davon.

Die Versiegelung des rechten hinteren Feldstoßes war der Hauptverdächtige für die Unfallursache, da der Rauch nach Zündung und Flammen während des Fluges aus dem Bereich des hinteren Feldstoßes stammte.

Die Solid Rocket Booster’s bestehen aus vier Hauptsegmenten. Sie sind durch ein Tang- und Clevis-Gelenk miteinander verbunden. Jedes Segment hat unten einen Zapfen und oben einen Gabelkopf. Der Gabelkopf hat eine Form wie ein “U”, während der Tang eine Form einer geraden Linie hat. Der Tang würde passen, indem man die Seiten des “U” des Gabelkopfes herunterrutscht. Das hintere mittlere Segment ist mit der Düse mit dem hinteren Segment verbunden. Das Gelenk, das diese beiden Segmente miteinander verbindet, wird als Achterfeldgelenk bezeichnet. Dies ist das Gelenk, das beim Right Solid Rocket Booster versagt hat. Die Verbindung wird durch zwei Gummi-O-Ringe mit einem Durchmesser von 0,280 Zoll (+ 0,005, -0,003) abgedichtet. Die Dichtung wird verwendet, um das Entweichen von Gasen aus dem Inneren des SRB zu verhindern. Die Versiegelung war versagt, weil die während des Fluges gesehene Flamme aus Gas bestand, das verbrannt wurde.

Das Zapfen- und Gabelgelenk.

Es wurden einige Ursachen gefunden, die zu einem Versagen der Fugendichtung geführt haben könnten. Diese Ursachen sind:

  • Montageschaden/ Verschmutzung Die Fugendichtung könnte bei der Montage des SRB beschädigt oder verschmutzt worden sein.
  • Spaltöffnung Der Spalt zwischen den Fugen öffnet sich, wenn die Drücke aufgebracht werden.
  • O-Ring-Kompression Dies hängt von der Breite des Spaltes ab.
  • Fügetemperatur Die Temperatur hat Auswirkungen auf die Dichtfähigkeit des O-Rings.
  • Spachtelleistung Spachtel, Zinkchromat wird vor der Montage innerhalb der Verbindung aufgetragen, um zu verhindern, dass Gase in die O-Ringe gelangen.

Die Montage des SRB könnte die Dichtfuge beschädigt haben. Die Segmente des SRB werden horizontal zum Montagewerk transportiert. Jedes Segment ist schwer und verändert daher mit seinem Gewicht die Form des Segments, so dass es nicht perfekt rund ist. Die unregelmäßige Form der Segmente kann durch frühere Missionen oder die Auswirkungen der Handhabung verzerrt und beansprucht werden. Bei der Montage wird das hintere Segment vertikal abgesenkt, wobei die Angel in den Gabelkopf des vorherigen Gelenks gleitet. Aufgrund der Verzerrungen können sich die Abmessungen der Segmente geändert haben. Mission 51-L war eine der Missionen, bei denen sich die Dimensionen geändert hatten. Auch während des Montageprozesses des SRB ändern sich die Abmessungen der Segmente ständig mit dem Gewicht, das auf jedes der Segmente aufgebracht wird. Wie bereits erwähnt, ändern sich Form und Abmessungen, daher wird im Montagewerk zur besseren Passung der Segmente die Zapfenform mit einem Spezialwerkzeug geändert. Wichtig bei der Montage ist, ob die Durchmesser beider Segmente gleich sind. Wenn der Durchmesserunterschied zu groß ist, liegen die Seiten von Erl und Gabel flach aneinander an. Wenn dies geschieht, ist das Innere des Gelenks nicht zugänglich, wenn das Gelenk in Ordnung ist. Wenn der Durchmesserunterschied gering ist, wird der Erl gegen den Gabelkopf abgeschrägt, aber die Abschrägung ermöglicht die Fortsetzung der Montage des SRB. Eine andere Sache, auf die sie bei der Montage achten, ist, ob die Mitten der Segmente ausgerichtet sind. Für falsch ausgerichtete Segmente ist eine Differenz von +0,25 Zoll zulässig. Wenn die Differenz mehr als +0,25 beträgt, besteht die Gefahr einer Kontamination. Wenn Erl und Gabel zusammenpassen und die Zentren weg sind, dann besteht Metall-zu-Metall-Kontakt. Metallsplitter können abplatzen und auf dem O-Ring landen. Die Metallsegmente können auch an den O-Ringen kratzen und diese zerstören. Es gab Tests, die zeigen, dass Verunreinigungen mit einer Größe von 0,001 und 0,003 Zoll in der Verbindung tatsächlich einen Dichtheitstest bestanden haben. Somit besteht immer die Möglichkeit, dass tatsächlich eine Kontamination auf dem SRB der Mission 51-L aufgetreten ist.

An der Innenseite von Erl und Gabel befindet sich eine Lücke, die abgedichtet werden muss. Es sind die O-Ringe, die diesen Spalt abdichten. Die Größe des Spalts ändert sich, wenn sich der Druck der Gase im SRB ändert. Der Spalt wird größer, wenn der Druck ansteigt. Die Änderung der Lückenöffnung wird als Delta-Lückenöffnung bezeichnet. Es gibt zwei O-Ringe, den primären und den sekundären O-Ring. Der Spalt an jedem O-Ring im hinteren Feldgelenk ist unterschiedlich, der Spalt am primären O-Ring beträgt ungefähr 0,029 Zoll und der sekundäre beträgt ungefähr 0,017 Zoll. Während des Starts sollte sich der O-Ring bewegen, um die Deltaspaltöffnung abzudichten und in seinen richtigen Zustand zurückzukehren.

Der durch die Verbrennung im SRB entstehende Gasdruck trägt auch zur Abdichtung des O-Rings bei. Dieser Dichtungsprozess wird als Druckbetätigung der O-Ring-Dichtung bezeichnet. Wenn das Gas zum O-Ring strömt, trifft Gas auf eine Seite des O-Rings und drückt den O-Ring von allen möglichen Seiten in den Spalt, wodurch die Verbindung abgedichtet wird. Der Druck wird in den sehr frühen Stadien der SRB-Zündung benötigt. Damit die Druckbetätigung des O-Rings einwandfrei funktioniert, sollte sich der Gasdruck hinter dem O-Ring befinden, während dieser sich in seiner Nut befindet. Der Druck kann um eine komplette Seite gehen. Wenn der Spalt zu groß für den O-Ring ist, strömt das Gas vorbei, bläst am O-Ring vorbei und dies würde die Verbindung nicht abdichten. Gas kann am O-Ring vorbeiblasen, wenn die Nut, in der der O-Ring sitzt, zu eng ist. In diesem Fall wird der O-Ring mit allen O-Ring-Seiten flach gegen die Nutseiten in die Nut gequetscht. Das Gas wäre nicht in der Lage, die Fuge abzudichten. Beim Durchblasen tritt das Gas aus und die O-Ringe werden beschädigt oder sogar zerstört. Die Temperatur war auch am Versagen der Fugendichtung beteiligt. Am kalten Morgen des Starts waren die kältesten Fugen die hinteren Feldfugen des rechten SRB. Die ungefähre Temperatur des hinteren Feldstoßes am rechten SRB betrug 28 ° ± 5 ° F. Die Temperatur des gegenüberliegenden linken SRB betrug ungefähr 50 °F. O-Ringe haben bei niedriger Temperatur zwei Auswirkungen. Eine Auswirkung der niedrigen Temperatur auf O-Ringe besteht darin, dass sie nicht richtig abdichten. Wenn die O-Ringe kalt sind, sind sie sehr steif und bewegen sich nicht so schnell wie sie sollten. Es wurden Tests durchgeführt, um zu sehen, wie schnell O-Ringe bei verschiedenen Temperaturen abdichten. Bei 75 °F dichten die O-Ringe innerhalb von 530 Millisekunden ab. Auf der gegenüberliegenden Seite der Skala benötigt ein O-Ring bei 20°F 1,9 Sekunden zum Abdichten. Es ist dieser Zeitunterschied, der Mission 51-L hätte beenden können. Von zehn früheren Missionen von Shuttles hatten acht davon O-Ring-Schäden im SRB. Die beiden Missionen, bei denen die O-Ringe nicht beschädigt wurden, waren Warmstarts. Die Fugen der SRBs hatten eine Temperatur von 81 °F und 79 °F. Dieses Ergebnis konnte gezeigt werden, dass die Temperatur einen großen Anteil an den Auswirkungen von O-Ring-Schäden hat. Der zweite Effekt der kalten Temperatur ist die Eisbildung. In den Fugen kann sich Eis bilden und die O-Ringe beschädigen, was zum Versagen der Fugendichtung führt. Eis in den Nuten für die O-Ringe würde diese lösen und die Verbindung nicht abdichten lassen. Rund um Pad 39B gab es viele Hinweise auf Eisbildung. Der gesamte Turm war mit Eiszapfen bedeckt. Challenger, die SRBs und der externe Tank waren insgesamt 38 Tage auf dem Pad. Darin hatte es 7 Zoll Regen gegeben. Es bestand eine große Chance, dass Wasser in die Gelenke der SRBs eingedrungen war und einige der O-Ringe beschädigt hatte.

Die Leistung des Kitts ist eine weitere mögliche Ursache für das Versagen der Fugendichtung. Spachtelmasse, Zinkchromat wird vor der Montage auf die Innenseite der Fugen aufgetragen. Es soll verhindern, dass die Wärme des Verbrennungsgases zu den O-Ringen gelangt. Kitt wird auch zwischen den Spalt von Erl und Gabel gedrückt, um sicherzustellen, dass die Dichtung dicht ist. Das Zinkchromat kann die Verbindung in vielerlei Hinsicht beeinflussen, zum einen kann Kitt den Druck beeinflussen, der auf den O-Ring zur Betätigung des O-Rings ausgeübt wird. Die heißen Gase können Löcher in den Kitt bohren und so Gas zu den O-Ringen durchlassen, was zu Schäden führen kann. Wenn Gas zum O-Ring geleitet wird, kann dies die Zeit verkürzen, die für die Betätigung des O-Rings benötigt wird. Zweitens bewegt sich der Kitt durch Gasdruck und könnte bis zu den O-Ringen reichen. Der Kitt könnte in die Nuten der O-Ringe geblasen werden und die O-Ringe daran hindern, die Verbindung richtig abzudichten.

Für die meisten Ursachen des Versagens der Fugendichtung wurde angenommen, dass die Segmente während des Starts perfekt rund bleiben. Beim Start eines Shuttles werden die SRBs tatsächlich einer großen Kraft ausgesetzt. Für den endgültigen Start von Challenger wurden die SRBs nach der Zündung für 6,6 Sekunden mit dem Pad verschraubt. Die großen Kräfte biegen und spannen die SRBs nach vorne. Die Kreissegmente werden in eine elliptische Form geändert. Die flachste Seite des Ellipsentrainers befindet sich auf der kürzesten Strecke zwischen 045°-315° des rechten SRB. Das Biegen und Dehnen erfolgt in Zyklen von drei pro Sekunde. Beim Start, als die SRBs gezündet wurden, kamen Rauchwolken von derselben Stelle, ebenfalls mit drei Zügen pro Sekunde. Bei den Kräften, die auf die SRBs ausgeübt werden, gibt es weitere Änderungen. Die Zapfen- und Gabelgelenke verändern ihre Form und dadurch wird die Spaltöffnung größer, somit haben die O-Ringe einen größeren Spalt zum Abdichten. Folgt der O-Ring der Spaltöffnung nicht, versagt die Dichtung.

Nach den obigen Informationen war die Ursache für die Explosion das Versagen der rechten SRB-Achterfugenabdichtung, wahrscheinlich aufgrund der extrem kalten Temperatur am Morgen des 28. Januar 1986. Von den beiden verwendeten SRBs war diejenige, die in die extreme Kälte war diejenige, die versagte. Kalte O-Ringe bewegen sich nicht so schnell wie warme. Wenn die O-Ringe während der Zündung fast festgefroren waren, verbrannten die Gase die O-Ringe und erzeugten den schwarzen Rauch. Challenger verließ die Startrampe und machte sich auf den Weg ins All. Während des Fluges dichteten die O-Ringe die Verbindung weiterhin nicht ab, und die Gase traten durch die hintere Feldverbindung aus. Die Flamme wurde größer und sprengte später Challenger in die Luft. Der 28. Januar 1986 war der Tag, an dem sieben US-Astronauten starben, als ihr Shuttle 73 Sekunden nach dem Start explodierte. Es war der kälteste Tag in der Geschichte, an dem ein Shuttle gestartet wurde. Unfallursache waren schlechtes Wetter und das Versagen der hinteren Fugendichtung im rechten Solid Rocket Booster. Dieser tragische Unfall wird im Weltraumprogramm immer in Erinnerung bleiben.

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Literaturverzeichnis

Lewis, Richard, Herausforderer: Die letzte Reise, New York, Columbia University Press, 1988.

Shayler, David, Shuttle Challenger, New York, Prentice Hall Press, 1987. Bericht der Präsidentenkommission über den Space Shuttle Challenger Accident, Washington D.C., The Commission, 1986.

Websters New Universal Unabridged Dictionary, New Jersey, Dilithium Press, Ltd., 1989.


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