Neue Ursachen und Post aus Russland

Die Spekulationen über die Ursache der Columbia-Katastrophe sind voll im Gange.

Autor: Lutz Growalt.

STS-107 „Accident Response Briefing“, JSC, 05.02.03 22:30 MEZ
Ron Dittemore (Shuttle Programm-Manager)

[Einleitung, Würdigung der Trauerfeier vom Vortag]
„Für uns in der NASA-Gemeinschaft und diejenigen im Shuttle-Programm war es ein wunderbarer Tag – und eine wunderbare Gedenkfeier. Es war ein schwieriger Tag und eine angemessene Ehrung unserer Freunde. Wir sind allen dankbar, die uns überall im Land unterstützen und wir danken den Vertretern der Medien, die uns diesen Moment der Einkehr überließen. Und obwohl der Tag schwierig war, wird es mit jedem Tag besser.
Die Tatsache, daß wir diese Gedenkfeier hatten, daß wir mit den Familien und deren Freunden zusammenkommen konnten, sie unterstützen konnten, leitete den Heilungsprozeß ein – für uns persönlich und für die ganze Gemeinschaft. Ich weiß, daß weitere Gedenkfeiern im Lauf dieser Woche geplant sind und auch diese Zeremonien werden zur allmählichen Heilung beitragen.

[Ablauf der Ereignisse, neuer Stand]
Die Arbeit geht weiter. Wir gewinnen weitere Details und insgesamt nimmt alles Fahrt auf. Sprechen wir ein wenig über den Ablauf der Ereignisse und Fortschritte, die wir gemacht haben. Grundsätzlich, lassen Sie mich das vorausschicken, stabilisiert sich unsere Kenntnis vom Ablauf der Vorgänge und ich habe keine grundsätzlich neuen Ereignisse, die ich Ihnen heute mitteilen könnte. Was wir aus der Analyse der Daten erfahren und sich daraus ergebende neue Erkenntnisse, ist in den vergangenen 24 Stunden im wesentlichen konstant geblieben.

[32 Sekunden Daten nach Abriss der Verbindung]
Wir haben [auf den vorausgegangenen Pressekonferenzen] bereits über die 32 Sekunden zusätzlicher Daten gesprochen. Wir setzen unsere Anstrengungen zur Rückgewinnung dieser Daten fort. Unsere Bemühungen sind aber bisher relativ erfolglos geblieben. Wir glauben weiterhin, daß dieser Zeitabschnitt weitere Informationen enthält, aber wir sind mit der Stichhaltigkeit dieser Daten bisher nicht zufrieden.
Das bedeutet konkret, dass wir mehr Zeit brauchen werden, um die Informationen herauszuziehen. Ich hoffe, dass wir in den kommenden Tagen in der Lage sein werden zu beurteilen, ob diese Daten tatsächlich brauchbare Information enthalten. Falls dies so sein sollte, werde ich Sie von den Fakten unterrichten.

[Temperaturanstieg und Reaktion des Kontrollsystems]
Ich habe Ihnen [auf den vorausgegangenen Pressekonferenzen] von der allgemeinen Erwärmung und dem Verlust der Sensoren in der linken Tragfläche berichtet. Wir verfolgen dies weiter und versuchen herauszubekommen, wo eine Wärmequelle liegen müßte, um die bekannten Anzeichen hervorrufen zu können. Wir verfolgen also hier einen umgekehrten Ansatz, eine umgekehrte Analyse, um herauszufinden, was ein möglicher Anlass für diesen Temperaturanstieg in der Tragfläche hätte sein könnte.
Auf dem Gebiet der [automatischen] Flugkontrollen [an Bord] verfolgen wir einen ähnlichen Ansatz. Wir versuchen, die Positionen der Luftruder in ein Modell zu fassen und von dort auf den Luftwiderstand und die Kräfte zu schließen, die erforderlich wären um eine Reaktion der Steuerflächen und den Einsatz der Steuerdüsen in dem Ausmaß hervorzurufen, das wir beobachtet haben.

[Analysen, geplante Experimente]
Wir arbeiten weiter an der Fehleranalyse [„fault tree analysis“]. Hier gibt es eine Fülle von Gebieten, die untersucht werden müssen. Wir haben unsere Analysen bisher noch nicht auf eine eindeutige Schlußfolgerung eingrenzen können. (…) Eines dieser Gebiete ist der Außentank. Und so kombinieren die Teams dieser beiden Gebiete [Tragfläche und Tank] ihre Anstrengungen, stehen in ständigem Austausch, so daß sich ergänzende Analysen ergeben. Weiterhin sind Versuche mit dem Isolationsmaterial des Außentanks und den Kacheln des Hitzeschilds vorgesehen, so daß wir ein besseres Verständnis für die Eigenschaften der Kacheln, ihrem Verhalten beim Aufprall von Isolationsschaum[stoff] und den physikalischen Eigenschaften des Schaumstoffs selbst bekommen.

[Der Schaumstoff]
Heute habe ich ein Stück von dem Schaumstoff mitgebracht und ich glaube, Ihnen sind Stücke dieses Materials zur Verfügung gestellt worden, so daß sie sich selbst einen Eindruck von diesem Material verschaffen können. Es ist ein sehr leichtes Material, was logisch ist. Es muß leicht sein, denn je mehr Gewicht wir auf den Tank packen, desto weniger Gewicht [Nutzlast] können wir in den Orbit bringen. Es ist ein elastisches und gleichzeitig ein isolierendes Material, um den Tank kalt zu halten. Außerdem soll es die Struktur [des Tanks] davor bewahren, zu heiß zu werden und dient schließlich der Verringerung der aerodynamischen Belastung durch den Luftstrom um den Tank. Nun zu einigen Merkmalen des Schaumstoffs: Das Stück, das ich hier in meinen Händen halte, zeigt auf der einen Seite ein Art Kruste. Ein großer Teil des Tanks ist mit dieser speziellen Kruste beschichtet. Es gibt andere Bereich des Tanks, in denen wir die Oberfläche [der Isolierung] behandeln, damit sie besonders weich wird. Wir machen das aus bestimmten, ingenieurstechnischen Gründen, weil das Material aerodynamisch effizienter ist, wenn es weich ist. Wenn Sie dieses Material abtasten, versuchen seine Konsistenz zu begreifen, werden sie feststellen, daß es nicht sehr hart ist – tatsächlich ist es zerbrechlich. Es kann leicht in einzelne, kleine Partikel aufgelöst werden und es ist sehr leichtgewichtig.
Dies wird ihnen helfen zu verstehen, aus welchem Grund unsere Ingenieure auf der Grundlage von Analysen und Erfahrungen mit diesem Material zu bestimmten Schlußfolgerungen gekommen sind.

[Auswertung der Startfotos]
Wir arbeiten weiter an der Auswertung der Bilder vom Start und versuchen, die Auflösung der Videos zu verbessern. Ich habe ein Foto mitgebracht, das ich Ihnen heute zeigen möchte. Es stammt aus der Video-Startsequenz. [Einblendung des Fotos]
Auf der linken Seite dieses Bildes sehen sie den Orbiter vor dem Aufprall des Stücks Schaumstoff, rechts eine Aufnahme nach dem Aufprall. Beide Bilder stammen aus einem Video, das unglücklicherweise keine hohe Bildauflösung bietet.
Wie Sie sehen, ist es nicht sehr gut für eine detaillierte Analyse. Es zeigt allerdings, daß es in keinem Fall eine großflächige Beschädigung an der Tragfläche gab. Wir versuchen, die Auflösung des Videos zu verbessern, um daraus möglicherweise neue Informationen gewinnen zu können. Übergreifend können wir aber anhand dieses Videos schon jetzt feststellen, daß es keine großflächige Beschädigung gab.
(…[Aufruf zur Bereitstellung eventuell vorhandener Amateuraufnahmen des Anflugs] …)

[Kacheln des Hitzeschilds]
Ich habe schon in den vergangenen Tagen oft und umfangreich über die Kacheln gesprochen. Ich möchte dem noch einige Informationen hinzufügen, um sicherzustellen, daß jeder es richtig versteht. Jedesmal, wenn wir einen Flug mit dem Shuttle durchführen, werden die Kacheln auf der Unterseite des Orbiters beschädigt. Wir haben einen Durchschnittswert von rund 100 durch Treffer beschädigten Kacheln pro Einsatz.
Von diesen 100 Kacheln weisen im Schnitt 25 oder 35 Beschädigungen größer als ein Zoll [2,54 cm] auf. Dies liegt im Bereich unserer Erfahrungen und auf allen 112 oder 113 Flügen [die mit dem Shuttle bisher durchgeführt wurden] haben wir niemals Schäden festgestellt, die für die Sicherheit des Flugs relevant gewesen wären.
Es gab sicherlich Flüge, auf denen wir größere Schäden feststellten als auf anderen. In jedem dieser Fälle haben wir versucht, die Ursache der Beschädigung festzustellen. Nachdem wir den Grund identifiziert hatten, haben wir korrigierende Maßnahmen ergriffen. Wir hatten 11 Flüge mit Beschädigungen, die größer waren als ein Zoll. Wenn wir den Status der Kacheln nach der Landung überprüfen, dann richtet sich unser Augenmerk besonders auf die Beschädigungen, die diese 1 Zoll-Grenze überschreiten. Wenn wir glauben, daß eine Beschädigung haben, die von unseren Erfahrungen abweicht, setzen wir ein Verfahren in Gang, um dieses Phänomen zu untersuchen.
Die Kacheln sind also ein Gebiet, auf dem wir ständig die Effizienz der Kacheln beobachten, die Anzahl der erhaltenen Treffer überwachen und mit unserer Konfiguration vergleichen. Wir haben drei Berichte, die sich mit Beschädigungen und möglichen Gefahren durch beschädigte Kacheln befassen. Diese Berichte stammen aus den Jahren 1990, 1994 und 1997. Diese Berichte stehen Ihnen zur Verfügung.

[Nachträge zu vorangegangenen Fragen]

[Schaumstoff & Wasseraufnahme] Es gab von Ihrer Seite Fragen, ob Schaumstoff Feuchtigkeit aufnimmt. Die Antwort: nein. Das Material ist sehr strapazierfähig gegenüber Regen oder Luftfeuchtigkeit. Vom logischen Standpunkt sollte davon auszugehen sein, daß dies zutrifft. Träfe es nicht zu und nähe das Material Nässe durch Regen oder Luftfeuchte auf, würde es viel schwerer. Es ist speziell auf Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit hin entworfen. Es ist wasserabweisend und nimmt keine Luftfeuchtigkeit auf.
[Vereisung] Wir sprachen über Eis. Auf dem [externen] Tank kann sich unter entsprechenden äußeren Bedingungen kein Eis bilden. Dennoch haben wir strikte Kriterien über die Zulässigkeit von Vereisung. In manchen Fällen geht Vereisung in Ordnung – je nachdem, an welcher Stelle des Tanks es sich bildet. An manchen Stellen des Tanks ist Eis in keinem Fall akzeptabel. Wir kontrollieren die Eisbildung, indem wir [vor dem Start] eine Eis-Mannschaft [„Ice team“] auf den Startturm schicken, nachdem die Betankung abgeschlossen ist, das den Tank vollständig auf Spuren von Eisbildung untersucht.
In jedem Fall kehrt die Eis-Mannschaft zum Startkomplex zurück und erstattet dem Missions-Management Bericht. Wenn wir davon ausgehen müssen, daß die Eisverhältnisse untragbar sind, verzögern wir den Start oder brechen den Countdown ganz ab. Also ist der Vereisungsgrad für uns eines der entscheidenden Kriterien, ob wir den Start freigeben.
[Analyse des Aufpralls nach dem Start] Eine der neulich gestellten Fragen bezog sich auf die Risikoanalyse über den Aufprall des Stücks Isolations-Schaumstoff nach dem Start von Columbia. Ich sagte, daß wir ein Stück Isolationsmaterial in der Größe 20 Zoll mal 16 Zoll mal 6 Zoll [101,6 x 40,64 x 15,24 cm] und einem Gewicht von 2,67 Pfund [1,21 kg] untersucht haben, wobei wir für das Gewicht einen äußerst konservativen Wert angenommen haben.
Wenn Sie nun ihr Schaumstoffstück in die Hand nehmen, werden Sie verstehen, was ich meine. Wir versuchen, unsere Analysen gut einzugrenzen und sind deshalb sehr konservativ mit dem zugrundegelegten Gewicht umgegangen.
Die Geschwindigkeit in der umgebenden Luft, 82 Sekunden nach dem Start, also die lokale Luftgeschwindigkeit, betrug 750 Fuß pro Sekunde [822,96 km/h]. Obwohl der Orbiter sich zu diesem Zeitpunkt mit einer Geschwindigkeit von um die 2.300 Fuß pro Sekunde [2.524 km/h] bewegt, beträgt die lokale Windgeschwindigkeit zwischen Orbiter und Außentank 750 Fuß pro Sekunde. Die ist der Transportmechanismus. In unserer Analyse unterstellten wir 1.500 Fuß pro Sekunde – wir verdoppelten also die Geschwindigkeit, die wir für den Moment annahmen, indem sich das Schaumstoffstück vom Außentank löste.
Wir waren also, wie gesagt, konservativ – hinsichtlich der Geschwindigkeit, des Gewichts und durch die Wahl des Berechnungsprogramms, von dem wir wissen, daß es dazu neigt, größere Schäden vorherzusagen.

[Zur Fehlerursache]
Als Ingenieure fällt es uns daher schwer, zu glauben, daß dieses bestimmte Stück Schaumstoff, das sich vom Tank losriß, eine Bedrohung für die Sicherheit des Flugs darstellte. Wir suchen also nach etwas anderem. Gab es ein weiteres Ereignis, das der Entdeckung bisher entging? Wir versuchen, das fehlende Bindeglied [„missing link“] zu finden. Während Sie Ihre Aufmerksamkeit auf das Stück Schaumstoff konzentrieren, verstärken wir unsere Suche nach etwas, was bisher nicht gefunden wurde. Wir glauben, daß es noch etwas gab – daher führen wir unsere Fehleranalysen [„fault tree analysis“] durch und deswegen untersuchen wir jeden erdenklichen Aspekt. Es scheint uns einfach keinen Sinn zu ergeben, daß ein Stück Schaumstoff die Ursache für den Verlust der Columbia und seiner Besatzung sein soll. Es muß einen weiteren Grund geben.

(… [Warnung vor den Gefahren von Trümmerstücken] …)

Fragen & Antworten (Auswahl)

[Temperaturen im Fahrwerkschacht]
Frage: Wie hoch war die höchste Temperatur, die Sie im linken Fahrwerksschacht gemessen haben, zu welcher Zeit traf diese Temperatur auf und könnte dies ein Faktor beim Ablauf der Ereignisse sein?
Dittemore: Ich habe keine absoluten Werte für die Temperatur. Alles was ich habe ist die relative Veränderung [das „Delta“], die ich Ihnen vorgestern nannte. Wir sahen einen Temperaturanstieg um 30 bis 40 Grad innerhalb von fünf Minuten, und dies stimmt mit den Anzeigen der Temperaturmesser überein, die nicht ausgefallen sind. Sie werden sich erinnern, daß ein Anstieg in dieser Größenordnung im Fahrwerksschacht kein katastrophaler Vorgang ist. Wir haben zwar pyrotechnisches Gerät [„Sprengladungen“] in dieser Sektion, für die aber sind 30 bis 40 Grad Erwärmung unerheblich.
Was uns vielmehr interessiert, ist die Ursache dieser Erwärmung. Wo muß eine Wärmequelle zu suchen sein – in der Tragfläche oder woanders -, um einen Temperaturanstieg im Fahrwerk verursachen zu können und zusätzlich eine Erwärmung um 60 Grad an der Außenfläche des Rumpfes, oberhalb der Tragfläche?
Unsere Experten verfolgen genau diesen Ansatz – sie versuchen anhand der Position der Temperatursensoren und dem Zeitpunkt, an dem wir die Erwärmung erkannten herauszufinden, wo eine Hitzequelle zu suchen sein müßte, die genau den beobachteten Werten entspricht.

[32 Sekunden Daten/der Luftwiderstand links]
Frage: Sie sagten, daß es einen erhöhten Luftwiderstand auf der linken Seite gab, möglicherweise durch eine gelöste Kachel des Hitzeschildes oder etwas anderes, und Sie sagten, daß die Flugkontrollen nicht mehr in der Lage waren, den Widerstand auszugleichen. Muß der Flügel vollständig ausfallen, damit diese Situation entsteht oder kann dies auch bei intaktem Flügel passieren? Und zweitens sprachen Sie über die 32 Sekunden zusätzlicher Daten, die Aufschluß über die Ursache geben könnten – aus welchem Zeitraum stammen diese Daten?
Dittemore: Diese 32 Sekunden stammen aus einem Zeitraum nach dem Verlust des Signals. Als Verlust dies Signals haben wir den Zeitpunkt festgelegt, in dem die Missionskontrolle keine Daten aus den Systemen des Orbiters mehr empfangen konnte. Der Grund dafür ist, daß wir Software haben, die die empfangenen Daten auf ihre Gültigkeit überprüft, bevor sie in die Computer der Missionskontrolle eingespielt werden. Wenn in den hereinkommenden Daten eine Fehlerrate festgestellt wird, die einen bestimmten Wert übersteigt, werden die betreffenden Daten ignoriert. Wir können auf die Software zugreifen, die Filterkriterien außer Kraft setzen und dann auf den gesamten empfangenen Datenbestand zugreifen. Und genau dies ist ein äußerst zeitaufwendiger Prozeß. In diesem Pool könnten Daten stecken, die für uns hilfreich sein könnten und die aus der Zeit nach dem Abriß des Signals in der Missionskontrolle stammen. Die Extraktion der Daten dauert sehr lange. Wir hatten angenommen, daß es leichter sein würde.
Was den Luftwiderstand anbelangt – er nahm mit Sicherheit zu. Die [automatische] Reaktion der Steuerruder und das Zünden der Steuerdüsen zeigt, daß es etwas an der linken Tragfläche war. Was es war, wissen wir nicht. Ob es angerauhte oder verlorene Kacheln waren, ob etwas mit der linken Tragfläche nicht stimmte, wir wissen es nicht. Die Anzeichen, die wir haben – die Ruderausschläge, das Zünden der Steuerdüsen -, das alles sagt, daß etwas auf der linken Seite war und daß das automatische Kontrollsystem versuchte, gegenzusteuern. Das System arbeitete gut bei seinem Versuch, die Fluglage stabil zu halten – aber es verlor den Kampf. Wenn man sich das Verhalten des Systems ansieht, dann erkennt man, daß mehr und mehr Muskelkraft eingesetzt wurde – und das diese Kraft am Ende nicht mehr ausreichte.
Vielleicht können uns die 32 Sekunden Daten bei der Rekonstruktion der Ereignisse weiterhelfen. Aber heute ist dies alles, was ich habe.

[Weltraumschrott?]
Frage: Mr. Dittemore, in Anbetracht des „fehlenden Kettenglieds“, das sie suchen: welches Gewicht geben sie Überlegungen zu einem fremden Objekt – Weltraumschrott, ein Meteorit -, das das Shuttle möglicherweise traf?
Dittemore: Wir haben Erfahrungen mit Weltraumschrott. Wir hatten bereits Kollisionen (…) an den Fenstern. Es ist zwar unwahrscheinlich, daß ein Objekt den Orbiter trifft, aber wir haben bereits gesehen, daß es passierte. Könnte das auch in diesem Fall zutreffen? Ich bin nicht sicher. Es ist sicherlich möglich, aber ob es wahrscheinlich ist … ich weiß es nicht. Es wäre für uns sehr schwierig zu entscheiden, ob es wirklich passierte, wenn wir nicht außergewöhnliches Glück hätten und ein Trümmerstück finden würden, das uns in diese Richtung weist. Dies wäre die einzige Möglichkeit, dies sicher feststellen zu können. (…)
Ich weiß, daß viele von Ihnen sich auf das Stück Schaumstoff versteift haben, das beim Start weggerissen wurde. Wir nicht. Wir untersuchen alle Möglichkeiten – während des Starts, im Orbit oder beim Deorbit. Wir haben schlichtweg keine Beweise, die uns in eine bestimmte Richtung weisen könnten.

Anmerkung: Die NASA, genauer die Web-Mannschaft vom KSC, hat sich (endlich) erbarmt und stellt Real Videos mit den bisherigen Pressekonferenzen zum Columbia-Unfall zur Verfügung. Ron Dittemore live! – und stundenlang. 😉

Kondolenz von Walentina Tereschkowa, der ersten Frau im All:
„An die Vereinigten Staaten von Amerika, ich empfinde tiefe Trauer über den Verlust der Besatzung der Columbia und ich spreche den Familien und Freunden der Astronauten mein aufrichtiges Beileid aus.
Ich glaube fest, daß ihre Namen als strahlende Sterne denjenigen den Weg weisen werden, die ihnen auf der schwierigen Straße der Erforschung des Alls folgen.“

Walentina Tereschkowa, Moskau.

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