לקחים מאפולו 13

הסיפור המדהים (באמת) של אחת התקלות המפורסמות ביותר בהיסטוריה של החלל, ומה אפילו מייקרים כמונו יכולים ללמוד ממנו היום.

מודול השירות הפגום של אפולו 13 (צילום: nasa.gov)
מודול השירות הפגום של אפולו 13 (צילום: nasa.gov)

ב-14 באפריל 1970, בשעה 03:07:53 (GMT), שלושת האסטרונאוטים בחללית אפולו 13 שמעו רעש פתאומי חזק, ואורות אזהרה שונים החלו להידלק בלוחות הבקרה שלהם. מיכל חמצן התפוצץ במודול השירות (SM – Service Module) של החללית וגרם נזק רב ובלתי הפיך למערכות החשמל של "אודיסאה", מודול הפיקוד הצמוד שאמור היה להיות ביתם של השלושה בהמשך הדרך לירח – ובחזרה.

במרחק של יותר מ-300,000 קילומטרים מכדור הארץ, בלי אפשרות לצאת מהחללית, לראות או לצלם את אזור הפיצוץ, נדרשו שעות רק כדי להבין את חומרת המצב ולהתחיל לחשוב איך אפשר – אם בכלל – להחזיר את השלושה לכדור הארץ בשלום. את רוב הסיפור המרתק הזה אפשר לראות, בתוספת קצת קישוטים הוליוודיים, בסרט "אפולו 13" משנת 1995. בפוסט זה אספר על שני דברים שלא הופיעו בסרט, ושנראים לי מעניינים מאוד מהזווית של בניית מערכות ובדיקתן.

הגורם לתקלה

במודול השירות של החללית היו שלושה תאי דלק, שערבבו חמצן ומימן לצורך הפקה של חום, חשמל ומים (ראו כאן). הגזים אוחסנו – מקוררים למעשה לנוזל – במיכלים נפרדים. בתוך כל מיכל היה מין מאוורר חשמלי, שתפקידו לפזר בעת הצורך את תכולת המיכל באופן אחיד כדי שקריאות החיישנים לגביה יהיו מדויקות יותר. החוטים שהובילו זרם אל המאוורר היו עטופים בבידוד טפלון מיוחד. בנוסף היה למיכלים גוף חימום, להפיכה מבוקרת של הנוזל לגז בשביל תאי הדלק, וכן תרמוסטט לבקרה על גוף החימום.

במקור, העסק הזה אמור היה לעבוד רק על המתח החשמלי העיקרי של החללית, 28V. אבל בשלב מסוים ומוקדם בפיתוח התבצעו שינויים, שהתאימו את כל המערכות גם ל-65V מאספקת חשמל על הקרקע בטרם השיגור. את כל המערכות – פרט לתרמוסטט של מיכל החמצן! מישהו פשוט שכח, או לא שם לב, והחלק הזה מצא את דרכו למודול השירות כשהוא מותאם ל-28V בלבד.

המיכל נבדק, כמו כל שאר המערכות, בימים שלפני השיגור, ובשלב מסוים היה צריך לרוקן אותו בצורה מבוקרת (אי אפשר להחזיק חמצן נוזלי ימים שלמים על כדור הארץ בתנאים כאלה). גוף החימום הופעל, אך כשהתרמוסטט אמור היה להיכנס לפעולה ולכבות אותו, המתח הגבוה-מדי ממערכות הקרקע גרם לו "להיתפס" במצב סגור (מוליך). גוף החימום המשיך להתחמם עוד ועוד, ובמקום 27 המעלות (צלזיוס) הצפויות הוא הגיע עד 540(!) מעלות. החמצן התנדף כמובן מהר מהצפוי, אבל אף אחד לא שם לב, ואחד הגורמים לכך היה מחוון שהצביע על הטמפרטורה במיכל: הסקאלה של המחוון עצמו הגיעה עד כ-30 מעלות בלבד! גם אם מישהו הסתכל עליו, אי אפשר היה לראות עד כמה המצב באמת חמור. החום העצום בתוך המיכל גרם לציפוי הטפלון של חוטי החשמל של המאוורר להתקלף, והמוליכים נחשפו.

מכאן ועד לאותו רגע ב-14 באפריל הכול עבד פחות או יותר בסדר, אבל אז הורו לאסטרונאוטים להפעיל את המאווררים. החוטים החשופים במיכל החמצן גרמו לניצוצות, שהציתו את הטפלון המותך. החמצן עצמו לא ניצת (הוא לא דליק, רק קריטי לתגובה הכימית של שריפה), אבל השריפה של הטפלון חיממה אותו במהירות ונוצר במיכל לחץ גדול הרבה יותר ממה ששסתום הבטיחות יכול היה לעמוד בו. תוך דקה וחצי, לערך, הלחץ גרם למיכל להתפוצץ. השאר, כמו שאומרים, היסטוריה.

ניסוי מיוחד

בנאס"א השקיעו אלפים רבים של שעות בהמצאה ובבדיקה של אינספור תסריטי תקלות וכשלים. לכן, גם על הקרקע וגם האסטרונאוטים ידעו שהנחתת הירחית יכולה לשמש במגבלות מסוימות כ"סירת הצלה", עד לשלב שבו יצטרכו לחזור לאטמוספרה של כדור הארץ. אלא שהתסריט הזה נחשב כל כך לא סביר, שלא ירדו לפרטיו המדויקים, והשאלה כעת הייתה האם המשאבים בנחתת יספיקו כדי לשמור על האסטרונאוטים בחיים.

אחד המשאבים האלה היה מים לקירור. הרכיבים החשמליים מפיקים חום (ולא לשכוח, אלה רכיבים של שנת 1970, לא יעילים כמו היום) ולמרות הקור מסביב, למעשה די קשה להיפטר מחום עודף בחלל כי אין אוויר ש"יסיע" את החום מהרכיבים והלאה. הפתרון שנבחר במקרה זה היה סובלימציה של מים. אני לא מבין את התהליך מספיק טוב כדי להסביר אותו, אבל מה שחשוב כרגע זה שהמים בעצם מתאדים לחלל. הנחתת נועדה לפעול במשך יומיים בערך, וכמות המים לקירור הוגדרה בהתאם. מה יקרה אם הנחתת תצטרך לפעול ברציפות שלושה ימים? אחד האסטרונאוטים חישב ומצא שמי הקירור ייגמרו כחמש שעות לפני שיגיעו לכדור הארץ. הרכיבים עלולים להתחמם יותר מדי ולהתקלקל, ובמקרה כזה לא תהיה אפשרות לתקשר עם מרכז הבקרה, לבצע תיקוני כיוון אחרונים ועוד פעולות חיוניות לנחיתה בטוחה.

אלא שתשעה חודשים לפני כן, הצוות של אפולו 11 עשה ניסוי (שתוכנן מראש). אחרי שניל ארמסטרונג ובאז אולדרין המריאו מהירח עם הנחתת, הם התחברו למודול הפיקוד, הצטרפו למייקל קולינס שהיה בתוכו ואז נפטרו מהנחתת המשומשת. אבל לפני הניתוק הם "סגרו את הברז" למי הקירור של הנחתת והשאירו את שאר המערכות שלה פועלות. הנחתת הריקה המשיכה להסתובב במסלול סביב הירח, בלי קירור, ולשדר מידע טלמטריה לכדור הארץ. זה נמשך שמונה שעות.

הניסוי הזה לא היה גורלי מבחינת אפולו 13; סביר להניח שהיו מסתדרים גם בלעדיו. עם זאת, אין ספק שהוא הפחית מעט מהלחץ וחוסר-הוודאות. מה שהרשים אותי במיוחד בניסוי (שתואר בספר המעולה A Man on the Moon) היה עצם העובדה שמישהו חשב לערוך אותו. הנחתת נבדקה כבר שלוש פעמים (באפולו 9, 10 ו-11) והיעד הנשגב של תוכנית החלל כבר הושג. איזו גישה מיוחדת-במינה צריך כדי להמשיך ולבצע ניסויים בשלב כזה!

וזה רלוונטי למייקרים כי…

מניסיוני, לא מעט באגים – ובדרך כלל אלה גם באגים קשים יותר לגילוי ולפתרון – עלולים להיווצר כאשר אני משנה משהו בקוד או במעגל שכבר התחלתי לעבוד עליו, בגלל רעיון חדש, או טעות שהתגלתה בתכנון המקורי, או דרישה חדשה מצד לקוח. כל שינוי כזה מחייב בדיקה של כל מה שעשוי להיות קשור אליו, ולפעמים, כמו שקרה באפולו 13, משהו קטן נשכח בדרך וגורם לצרות מאוחר יותר. התופעה הזו מחייבת עבודה שיטתית ומסודרת ככל האפשר: מקסימום תכנון מראש "על הנייר", פיתוח מודולרי והמון תשומת לב לפרטים. וכן, לפעמים גם אנחנו צריכים להתמודד גם עם דרישות משתנות של מתח חשמלי במערכת!

במקביל לדקדקנות הזו, כדאי לפתח גם הרפתקנות ניסויית. אולי לא להפעיל מערכות בלי קירור מתאים… אבל כן לנסות להכיר את הרכיבים שלנו מעבר לשימוש הנקודתי או למדריך/ספריה שמצאנו באינטרנט. גם אם זה לא רלוונטי לפרויקט הנוכחי או הבא, יום יבוא והידע הנוסף יהיה שימושי, או ייתן לנו רעיונות מקוריים שלא היינו מגיעים אליהם בשום דרך אחרת.

2 תגובות בנושא “לקחים מאפולו 13”

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *