La historia del transbordador Challenger tras sus 28 años del accidente

El accidente del transbordador espacial Challenger se produjo el martes 28 de enero de 1986, cuando el transbordador espacial Challenge...

El accidente del transbordador espacial Challenger se produjo el martes 28 de enero de 1986, cuando el transbordador espacial Challenger explotó 73 segundos después del lanzamiento, provocando la muerte de los siete miembros de la tripulación —Francis "Dick" Scobee, Michael J. Smith, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Gregory Jarvis, Judith Resnik y Christa McAuliffe. La nave se desintegró sobre el océano Atlántico, frente a la costa del centro de Florida (Estados Unidos) a las 11:38 EST (16:38 UTC). Ha sido calificado como el accidente más grave en la historia de la aeronáutica.

El accidente se produjo por un mal funcionamiento de las juntas tóricas, unas juntas que deben asegurar la perfecta estanqueidad de los cohetes aceleradores. La noche anterior al accidente fue especialmente fría, lo que hizo que las juntas no cerraran bien y se produjo un escape de gas. La fuga de gas perforó el depósito principal de combustible, que terminó envuelto en llamas. El Challenger quedó expuesto a un vuelo supersónico incontrolado, lo que conllevó su desintegración.

El compartimento de la tripulación y otros fragmentos de la nave fueron finalmente recuperados del fondo del océano después de una larga operación de búsqueda y recuperación. Aunque no se sabe el momento exacto en que murieron los miembros de la tripulación, se sabe que algunos miembros sobrevivieron a la ruptura inicial de la nave. Sin embargo, el transbordador carecía de dispositivo de salida de emergencia y los astronautas no sobrevivieron al impacto del transbordador contra la superficie del océano.

El accidente produjo la paralización de los vuelos durante 32 meses. El siguiente lanzamiento de un transbordador (STS-26R Discovery) no se produciría hasta el 29 de septiembre de 1988. La NASA ordenó la construcción de un nuevo transbordador para sustituir al malogrado Challenger; éste sería finalmente el Endeavour, que voló por primera vez el 7 de mayo de 1992. El presidente Reagan creó un grupo de expertos encargados de analizar el accidente, la Comisión Rogers. La comisión determinó que la organización y sistema de toma de decisiones de la NASA había contribuido sustancialmente al accidente. Los directores de la NASA tenían conocimiento desde 1977 de que el diseño de los cohetes aceleradores sólidos del contratista Morton Thiokol tenía un defecto potencialmente catastrófico en las juntas tóricas, pero no lo habían resuelto adecuadamente. También ignoraron las advertencias de ingenieros sobre los peligros en el lanzamiento provocados por las frías temperaturas de aquella mañana y no habían informado adecuadamente a sus superiores de estas preocupaciones. La Comisión Rogers hizo nueve recomendaciones a la NASA que había que poner en práctica antes de continuar los vuelos de transbordadores.

Mucha gente vio el lanzamiento en directo, ya que en la tripulación iba Christa McAuliffe , la primera miembro del Proyecto Teacher in Space. La cobertura de los medios de comunicación sobre el accidente fue extensa: un estudio reveló que el 85 por ciento de los estadounidenses interrogados había oído las noticias durante la hora posterior al accidente. El accidente del Challenger ha sido utilizado como caso de estudio en muchas discusiones sobre la seguridad en ingeniería y la ética.

Condiciones y Retazos Previas Al Lanzamiento

Originalmente se había previsto lanzar el Challenger desde el Centro Espacial Kennedy de Florida a las 14:42 hora del este (EST) del día 22 de enero. Sin embargo, los retrasos de la misión anterior STS-61-C hicieron que la fecha de lanzamiento fuera postergada al 23 de enero, y más tarde al 24 de enero. Entonces, el lanzamiento fue cambiado al 25 de enero debido al mal tiempo en el punto de aterrizaje transatlántico de aborto (TAL) de Dakar (Senegal). La NASA decidió utilizar Casablanca como punto TAL, pero como no estaba equipada para aterrizajes nocturnos, se tuvo que fijar el lanzamiento por la mañana en Florida. Las predicciones del tiempo inaceptables en el Centro Espacial Kennedy (KSC) provocaron que el lanzamiento fuera programado para las 9:37 EST del 27 de enero. Según el libro de Malcolm McConnell Challenger: A Mayor Malfunction, normalmente la NASA habría lanzado el transbordador a pesar de la previsión de un 50% de probabilidad de lluvias, si no hubiera sido porque querían que el vicepresidente George H. W. Bush pasara a presenciar el lanzamiento de camino a Honduras.

El lanzamiento fue retrasado al día siguiente debido a problemas con la escotilla de acceso exterior. Primero falló uno de los indicadores que servían para comprobar el correcto cierre de la escotilla. Después, un perno caído impidió que el personal de cierre retirara una fijación de cierre de la escotilla del orbitador. Cuando finalmente se consiguió apretar la fijación, los vientos laterales presentes en la pista de aterrizaje de los transbordadores ya superaban los límites permitidos por un protocolo de aborto de retorno al punto de lanzamiento (RTLS). La tripulación esperó que el viento amainara hasta que la ventana de lanzamiento llegó a su fin, lo que obligó a cancelar de nuevo el lanzamiento.

Para el 28 de enero se preveía una mañana inusualmente fría, con temperaturas cercanas a 1° C, la temperatura mínima permitida para un lanzamiento. Las temperaturas bajas habían suscitado la preocupación de los ingenieros de Morton Thiokol, el contratista encargado de la construcción y el mantenimiento de los SRB del transbordador. En una teleconferencia celebrada en la tarde del 27 de enero, los ingenieros y directores de Thiokol trataron el tema de las condiciones meteorológicas con directores de la NASA del Centro Espacial Kennedy y el Centro de Vuelo Espacial Marshall. Varios ingenieros (notablemente Roger Boisjoly, que había hecho saber preocupaciones similares anteriormente) expusieron su preocupación sobre el efecto de la temperatura en la resistencia de las juntas tóricas de goma que sellaban las conexiones de los SRB. Cada SRB se componía de seis secciones, unidas por medio de tres juntas de fábrica y tres "juntas de campo". Las juntas de fábrica estaban soldadas, pero las juntas de campo (montadas en el Edificio de Ensamblaje de Vehículos del Centro Espacial Kennedy) utilizaban dos juntas tóricas cada una, una primaria y una secundaria (auxiliar) para sellarlas (desde del accidente, las juntas de campo de los SRB utilizan tres juntas tóricas). El sellado de todas las juntas de los SRB debían contener los gases calientes a alta presión producidos por la combustión del propelente sólido en su interior, produciendo que se expulsaran por la tobera situada en el extremo posterior del cohete. Los ingenieros de Thiokol argumentaron que si las juntas tóricas se encontraban por debajo de 12° C, no tendrían suficientes datos para determinar si la junta se sellaría correctamente. Esto era un punto importante, pues las juntas tóricas de los SRB habían sido designadas como componentes de "criticalidad 1"; es decir, que no había ningún elemento de seguridad si fallaban tanto las juntas tóricas primarias como las secundarias, y que su fallo destruiría el orbitador y mataría a la tripulación.

Uno de los argumentos de los encargados de la NASA en respuesta a las preocupaciones de Thiokol era que si fallaba la junta tórica primaria, la segunda se sellaría igualmente. Esto no estaba demostrado, y de todos modos no era un argumento aceptable para un componente de criticalidad 1 (tal como lo dijo la astronauta Sally Ride a la hora de interrogar a directores de la NASA ante la Comisión Rogers, está prohibido confiar en un elemento auxiliar para un componente de criticalidad 1. El auxiliar sirve para proteger en caso de un fallo no previsto, y no para sustituir el dispositivo primario, quedándose sin dispositivo auxiliar). Los ingenieros de Thiokol también indicaron que las bajas temperaturas nocturnas provocarían con casi toda seguridad que la temperatura de los SRB bajara por debajo de su línea roja de 4° C. Sin embargo, fueron ignorados por los directores de Mortn Thiokol, que recomendaron que el lanzamiento continuara según el horario previsto. A pesar de la percepción del público de que la NASA siempre practicaba un enfoque con seguridad en fallos, los directores de Thiokol fueron influidos por la exigencia de los de la NASA que demostraran que no era seguro hacer el lanzamiento, en lugar de demostrar que las condiciones eran seguras. Tras el accidente, se reveló que los directores de la NASA a menudo ignoraban normas de seguridad para mantener el ritmo de lanzamientos.

Debido a las bajas temperaturas, se había acumulado una cantidad importante de hielo en la estructura de servicio fijada a un lado del transbordador. Sin querer, el equipo antihielo del Centro Espacial Kennedy apuntó una cámara infrarroja en la junta de campo posterior del SRB derecho, y observaron que tenía una temperatura de -13 ° C. Se creyó que esto era debido al flujo de aire frío de la válvula de ventilación del tanque de oxígeno líquido. Esta cifra era mucho más baja que la temperatura del aire, y se encontraba muy por debajo de las especificaciones de diseño de las juntas tóricas. Sin embargo, más tarde se determinó que esta medición de -13° C era incorrecta, debido a que el personal no había seguido las instrucciones del equipamiento. Más tarde, las pruebas y cálculos ajustados confirmaron que la temperatura de la junta no era muy diferente de la ambiental.

Aunque el equipo antihielo se había pasado la noche retirando hielo, los ingenieros de Rockwell International y el contratista principal del transbordador se encontraban demasiado preocupados. Los ingenieros de Rockwell que observaban la plataforma de lanzamiento desde su sede en Downey (California) quedaron horrorizados cuando vieron la cantidad de hielo que había. Temían que durante el lanzamiento se desprendiera hielo e impactara contra las losetas de protección térmicas del transbordador, posiblemente debido a la aspiración provocada por la corriente de gas de combustión de la SRB. Rocco Petrone, responsable de la división de transporte espacial de Rockwell, y sus colegas consideraron esta situación un problema para el lanzamiento, e informó que la corporación no apoyaría el lanzamiento de ninguna forma. Sin embargo, el director y jefe de la misión que se encontraba en Houston, Arnold Aldrich, no canceló la misión a pesar de la preocupación expresada por los altos mandos de Rockwell. Aldrich decidió posponer una hora el lanzamiento del transbordador para que el equipo de hielo tuviera tiempo de hacer una nueva inspección. Después de esta última inspección, durante la cual pareció que el hielo se deshacía, finalmente se dio permiso al Challenger para ser lanzado a las 11:38 EST. 

Objetivo De La Misión 

La misión, cuya numeración era STS-51-L, tenía como principal objetivo la puesta en órbita de los satélites TDRS-B y SPARTAN-Halley.

Los TDRS (Tracking and Data Relay Satellite) son unos satélites de comunicaciones de los Estados Unidos que tienen como misión establecer comunicación entre los controladores de tierra y otros satélites en órbita. Se diseñaron especialmente para el programa espacial tripulado y los satélites militares. El Challenger debía haber llevado el segundo TDRS a órbita.

Por su parte, el SPARTAN (Shuttle Point Autonomous Research Tool for Astronomy) era una plataforma astronómica que soltaban en órbita los transbordadores y que efectuaba observaciones astronómicas durante unos días. Posteriormente, la plataforma era recuperada por el transbordador y volvía a tierra. En esta misión la SPARTAN estaba dedicada especialmente al estudio del cometa 1P/Halley, que en esos momentos se encontraba cerca del perihelio.

Además de estas dos, el Challenger llevaba como cargas secundarias:

Fluid Dynamics Experiment (FDE).

Comet Halley Active Monitoring Program (CHAMP).

Phase Partitioning Experiment (PPE).

Tres experimentos del Shuttle Student Involvement Program (SSIP) experiments.

La astronauta y profesora Mc Auliffe debía impartir lecciones en el marco del Teacher in Space Project (TISP).

El Vuelo Del Challenger 

Ya en el mismo momento del lanzamiento, los gases calientes del acelerador derecho empezaron a salir al exterior. Esto indica que, tal y como habían advertido los ingenieros de Morton Thiokol, las juntas tóricas no estaban sellando bien los segmentos de los aceleradores. La junta primaria no estaba en su posición correcta debido al frío y la secundaria no estaba cerrando bien debido a que el metal que lo rodeaba se había combado por las fuertes presiones a las que la estaba sometiendo el lanzamiento. Las imágenes muestran que la fuga se produjo en la dirección del tanque principal de combustible. En el momento del despegue la nave cabecea (bambolea) 1 m lado a lado y esto lo hace nueve veces y coincide con cada escape de humo negro del estanque SRB derecho.

A pesar de esto, el Challenger despegó con normalidad, a los 2,5 s deja de ocurrir el escape sin que nadie se percatara del problema. Al cabo de 2,7 segundos de despegar las cámaras ya no registraban el humo. Se cree que la grieta quedó temporalmente sellada por la escoria de aluminio que contiene el humo procedente de los aceleradores

A partir aproximadamente del segundo 37, el Challenger entró en una zona de fuertes vientos, con importante presencia de cizalladura. Estos vientos fueron desgastando el sellado de aluminio de había bloqueado la grieta en la junta tórica; finalmente se abre la grieta produciendo un escape de gases.

A los 59 segundos del despegue las cámaras detectan la fuga de gases, transformada ya en una llamarada que emerge del acelerador derecho. A los 60 segundos la telemetría indica que este acelerador tiene menor presión en su interior que el izquierdo, confirmando así la fuga. La llama, por la ubicación de su base y la aerodinámica, afectó sólo a ciertas zonas de la nave, entre las que cabe destacar el depósito principal de combustible y la sujeción inferior del acelerador derecho.

A los 64 segundos del despegue la llama abrió una brecha en el depósito y el combustible empezó a salir por la brecha. La pérdida de hidrógeno fue inmediatamente detectada por la telemetría

A partir de los 72 segundos de vuelo una rápida secuencia de acontecimientos produjo la destrucción del Challenger.

La sujeción inferior del acelerador derecho se rompió y éste quedó fijado sólo por su parte superior.

A los 73 segundos se detecta una masiva fuga de hidrógeno del depósito, señal de que éste se está rompiendo.

Por el principio de acción-reacción la fuga de hidrógeno produce un impulso hacia adelante en el depósito.

El depósito de hidrógeno choca contra el de oxígeno. Además, el acelerador derecho choca contra la zona existente entre los dos tanques. Como resultado de estas dos acciones, se produce una fuga masiva de oxígeno.

El hidrógeno (combustible) y el oxígeno (comburente) del depósito principal entran en ignición.

El sistema de control de reacción del transbordador se rompe y el combustible (Hidracina) se mezcla con el comburente (peróxido de nitrógeno), produciéndose una explosión del sistema.

Incapaz de controlar sus movimientos, el transbordador quedó expuesto a severas condiciones aerodinámicas (en ese momento volaba a Mach 1,92 y la desaceleración que sufrió fue de hasta 30 Gs, mucho más del máximo soportable que es de 3 Gs) y se rompió en varios pedazos. Habían pasado 73 segundos desde el despegue y estaba a 16 km de altura.

Contrariamente a lo que se suele decir, el Challenger no explotó en el sentido literal del término ya que sólo hubo combustión en zonas puntuales. Hay que recordar que el hidrógeno se almacena en el depósito principal a -250 °C y el oxígeno a -180 °C; además para expandirse y evaporarse consumen mucho calor. Todo esto hace difícil su combustión, que sólo se produjo en zonas puntuales.

En realidad la "explosión" consistió en la rotura del depósito principal, esto liberó la gran cantidad de oxígeno e hidrógeno líquidos que generó la nube observada.

Los dos aceleradores sobrevivieron a la desintegración y siguieron funcionando hasta que se ordenó su autodestrucción desde tierra a los 110 segundos del despegue.

Recuperación De Los Restos

Inmediatamente tras la desintegración se ordenó a los barcos y equipos aéreos acudir a la zona donde estaban cayendo los restos para poder recuperarlos. Sin embargo, dado el peligro que suponía precisamente la caída de estos restos, la orden fue revocada y los equipos de rescate no entraron en la zona hasta una hora más tarde.

Las operaciones fueron llevadas a cabo por el Departamento de Defensa y la NASA, con la ayuda de la Guardia Costera. Se utilizaron diversos medios para recuperar los restos (aéreos, barcos, sónar, submarinistas y sumergibles). El 1 de mayo, gracias a que ya se había recuperado la mayor parte del acelerador derecho, se dieron por finalizadas las operaciones.

Sin embargo, continuaron apareciendo piezas bastante tiempo después. En 1996 dos grandes piezas fueron localizadas en Cocoa Beach.

Investigación Del Accidente 

Tras el accidente se constituyó la Presidential Commission on the Space Shuttle Challenger Accident, más conocida como la Comisión Rogers por el apellido de su director. La comisión estuvo formada por William P. Rogers, Neil Armstrong, David Acheson, Eugene Covert, Richard Feynman, Robert Hotz, Donald Kutyna, Sally Ride, Robert Rummel, Joseph Sutter, Arthur Walker, Albert Wheelon y Chuck Yeager.

La comisión determinó la causa del fallo: el mal funcionamiento de las juntas tóricas debido a las bajas temperaturas en el momento del lanzamiento. Las juntas no habrían podido evitar que salieran los gases generados en los aceleradores, que produjeron la desintegración del depósito principal. El diseño de las juntas fue considerado defectuoso ya que su seguridad era fácilmente puesta en compromiso.

La comisión consideró que, además de los motivos técnicos, la falta de comunicación entre la NASA, Morton Thiokol y Rockwell fue clave para que ocurriera el accidente.

El físico Richard Feynman lanzó duras críticas sobre la política de seguridad en la NASA (hasta el punto de que amenazó con retirar su nombre de las conclusiones si no aparecían sus observaciones personales). Según Feynman, la gestión de la NASA no fue realista, ya que ofrecían previsiones de fiabilidad que se alejaban a veces hasta un factor mil de lo que estimaban los ingenieros. Argumentó que "para una gestión exitosa la realidad debe estar por delante de las relaciones públicas porque a la naturaleza no se la puede engañar". Feynman también hizo una demostración en un programa de televisión de cómo las bajas temperaturas afectaban a la elasticidad de las juntas tóricas simplemente sumergiendo una muestra del material en agua helada.

La U.S. House Committee también investigó el accidente. Aunque llegó a las mismas conclusiones técnicas que la Comisión Rogers sobre la causa del accidente, consideró que no había habido mala comunicación sino mala gestión técnica.

Consecuencias

Tras la publicación del informe de la Comisión Rogers, el presidente Reagan dio a la NASA treinta días para responder cómo pensaba llevar a cabo las nueve recomendaciones que hizo la comisión. La NASA rediseñó la nave (especialmente los aceleradores), creó una nueva Oficina de Seguridad y redujo el número de vuelos por año. Sin embargo no parece que se mejorara mucho la estructura y toma de decisiones, ya que similares críticas al respecto se hicieron tras el accidente del Columbia.

En cuanto a la nave, el rediseño redujo la capacidad de carga de 27.850 kg a 24.400 kg. Además, se canceló el proyecto de adaptar los transbordadores para el uso de la etapa Centauro (lo que hubiera incrementado considerablemente su capacidad de carga) por motivos de seguridad. También se canceló el proyecto de lanzar los transbordadores desde la base Vandenberg para las misiones militares en órbita polar.

Se volvió a pensar en la posibilidad de equipar a los transbordadores con algún tipo de sistema de escape. Sin embargo los dos sistemas más comunes (asientos y cápsula eyectable) eran muy difíciles de llevar a la práctica, ya que el transbordador no se diseñó para tal fin. Sin embargo, entre las medidas de seguridad que se mejoraron tras el accidente consta una mejor supervivencia de la nave frente a apagados de los motores principales (SSME), capacidad de saltar de la nave (aunque sólo en condiciones muy particulares) y trajes preparados para mantener la presión a gran altura.

El accidente marcó el fin del proyecto de sustituir todos los cohetes desechables por el transbordador espacial. Tras el accidente se retomó la producción de los cohetes Atlas, Delta y Titán. Sin embargo dos Titan fallaron en abril de 1986 y septiembre de 1988, agravando el problema de los lanzadores. Las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos decidieron cancelar su proyecto de utilizar los transbordadores para lanzar sus satélites en órbita polar (había ya un complejo de lanzamiento construido en la base Vandenberg para tal fin) y emprendieron la mejora de los cohetes Titan para lanzar sus grandes satélites militares. Las compañías privadas fueron perdiendo la confianza que tenían en ellos y se pasaron a otros operadores, como los Delta, Titan o los europeos Ariane. Incluso la propia NASA terminaría de usar los transbordadores para lanzar sus propios satélites y lo dedicaría sólo a realizar experimentos y tareas en estaciones espaciales.

Se emprendieron diversos programas para la sustitución en un futuro de los transbordadores, el primero de los cuales fue el X-30. Sin embargo, a pesar de estos esfuerzos, no había ningún prototipo viable a la vista cuando se produjo el accidente del transbordador espacial Columbia. Tras él, se decidìó sustituir los transbordadores por una nueva nave capaz de ir a la Luna, el Crew Exploration Vehicle.

El accidente fue aprovechado con fines propagandísticos por la Unión Soviética, que lanzó antes de lo previsto (el 20 de febrero de 1986) su nueva estación espacial Mir. Sin embargo, como no había naves Soyuz disponibles, la primera tripulación no voló hasta abril de ese mismo año.