W 1981 roku NASA miała po prostu kiepskie dane. Wahadłowiec kosmiczny był fundamentalnie nową konstrukcją, zaawansowaną i skomplikowaną. Wielu zastosowanych rozwiązań nie było jak przetestować, bez wysłania prototypu na orbitę. No a że nie przewidziano opcji automatycznego sterowania, ktoś musiał polecieć w ten pierwszy lot i przetrzeć szlak.
Historia misji STS-1 (Space Transportation System - Kosmiczny System Transportowy, oficjalna nazwa całego układu wahadłowiec + rakieta) pokazuje trudną relację NASA z ryzykiem. Z jednej strony agencja chciałaby je zminimalizować, zwłaszcza w odniesieniu do załóg. Z drugiej, ryzyka w takiej działalności nie sposób usunąć. I jak to wyważyć, aby w miarę bezpiecznie dokonywać rzeczy wyjątkowych i przesuwać granice możliwości ludzkości? Pomocą mają być kalkulacje ryzyka, ale - jak widać właśnie na przykładzie misji STS-1 - te mogą być bardzo zawodne.
Bez szansy na ratunek
Oficjalne wyliczenia przed lotem w kwietniu 1981 roku mówiły, że ryzyko katastrofy jest niewielkie, rzędu 1 do 500 albo nawet 5000. Wszyscy zdawali sobie jednak sprawę, że nie jest to normalny lot. Tak to jest z tymi, które są pionierskie. Z tego powodu na dowódcę misji STS-1 wyznaczył się sam szef Biura Astronautów, czyli najważniejszy i najbardziej doświadczony amerykański astronauta pozostający w służbie - John W. Young. Miał już za sobą cztery loty w kosmos i pobyt na Księżycu. Jego pomocnikiem został Robert L. Crippen, doświadczony pilot wojskowy, który - choć już od 15 lat był formalnie astronautą - to nie miał szczęścia polecieć w kosmos.
Istotną wadą wahadłowców było to, że w razie poważnych problemów podczas startu nie było drogi ucieczki dla załogi. W klasycznych rakietach i statkach kosmicznych na szczycie kapsuły z ludźmi zazwyczaj jest mała rakieta, która na sygnał o jakichkolwiek poważnych problemach automatycznie uruchamia się i gwałtownie odciąga załogę na bezpieczną odległość. Teoretycznie w pierwszych lotach testowych wahadłowce miały zamontowane fotele katapultowe, ale ich praktyczna przydatność była dyskusyjna. Sam Young wspominał później, że gdyby ich użyć w fazie lotu ze wszystkimi uruchomionymi silnikami, to najpewniej zostałoby się usmażonym przez gazy wylotowe. W normalnych lotach wahadłowców z katapult zrezygnowano. Załogi teoretycznie mogły jeszcze wyskoczyć ze spadochronem, ale w praktyce było to możliwe tylko w ostatniej fazie lotu niedługo przed lądowaniem. I to w idealnych warunkach.
12 kwietnia 1981 roku wczesnym rankiem, w akompaniamencie ogłuszającego ryku silników, rozpoczęła się era wahadłowców NASA. Symbolicznie dokładnie 20 lat po pierwszym locie w kosmos Jurija Gagarina (choć było to przypadkiem). Siedzący w kokpicie orbitera Columbia Young i Crippen mogli tylko trzymać za niego kciuki. Ich los zależał od tego, jak poradzi sobie maszyna. Tuż przed odpaleniem szef przygotowań do startu George Page przeczytał im życzenia od prezydenta Ronalda Reagana i dodał od siebie:
John, jako zespół przygotowań nie możemy zrobić już wiele więcej, niż życzyć wam cholernie dużo szczęścia.
)
Skończyło się dobrze, ale...
Z perspektywy czasu wiemy, że maszyna poradziła sobie dobrze. Po 54,5 godz. sterowana przez Younga Columbia gładko wylądowała w bazie Edwards na kalifornijskiej pustyni. Szczęście jednak się przydało, bo nie obyło się bez szeregu usterek i odchyleń od przewidywań. Choćby w pierwszych sekundach startu okazało się, że nie doceniono tego, jak głośne będą silniki. Fale dźwiękowe (czyli fale ciśnienia w powietrzu) odbiły się od wyrzutni i z dużą siłą uderzyły w dolną część rakiety oraz wahadłowca. Jeden z elementów jego systemu sterowania, kluczowy podczas powrotu do atmosfery, został wygięty tak bardzo, że powinien zostać zniszczony. Na szczęście okazał się bardziej wytrzymały, niż założono i przetrwał. Young po latach wspominał, że gdyby wiedział o tym jak bardzo ów element się wygiął, to najpewniej przerwałby misję i starał się ratować na fotelu katapultowym.
Podczas wznoszenia ucierpiała też osłona termiczna wahadłowca, chroniąca go od zniszczenia przez wielkie temperatury wywoływane przez tarcie podczas wejścia w atmosferę. Część specjalnych ceramicznych kostek odpadła, bo nie wytrzymała wibracji, spotkania z falami dźwiękowymi i uderzeń pianki izolacyjnej odpadającej od głównego zbiornika paliwa (coś takiego doprowadziło w 2003 roku do katastrofy tego samego wahadłowca, Columbii i śmierci jego siedmioosobowej załogi). Ponieważ na orbicie załoga nie miała jak sama dokonać inspekcji całej osłony, to bez mówienia im dlaczego, kazano jej ustawić statek w konkretny sposób. W ściślej tajemnicy dolna część wahadłowca została sfotografowana przez satelitę szpiegowskiego, co pozwoliło ocenić, że uszkodzenia nie są poważne. Na szczęście załogi misji STS-1, płytki odpadły w mało newralgicznych miejscach. Załoga misji STS-107 22 lata później nie miała takiego szczęścia.
Dodatkowo, ze względu na błędy w montażu, gorące gazy podczas wejścia w atmosferę przedarły się w dwóch miejscach przez osłonę i niegroźnie uszkodziły konstrukcję. Okazało się też, że poza błędami w obliczeniach siły fal dźwiękowych, poczyniono też błędy w obliczeniach sił aerodynamicznych działających na wahadłowiec. Ówczesne symulacje komputerowe były dużo mniej dokładne niż współczesne. Na szczęście dla Younga i Crippena, wszystkie te odchyły od normy mieściły się w granicach tego, co mógł znieść statek. Ogólnie wahadłowiec i rakieta poradziły sobie bardzo dobrze. Misję uznano za sukces.
Przed lotem Columbii w kosmos, w locie testowano jedynie demonstrator Enterprise, będący uproszczoną wersją wahadłowca służącą do badania jego zachowania się w atmosferze Fot. NASA
Od ryzyka nie uciekniesz
30 lat później, kiedy kończył się program wahadłowców NASA, przeprowadzono ponowne kalkulacje ryzyka, korzystając z danych historycznych. I okazało się, że początkowe obliczenia były zdecydowanie zbyt optymistyczne. Dla misji STS-1 ryzyko katastrofy i utraty załogi oraz pojazdu, określono na od 1 do 9 lub 12. Wayne Hale, były szef programu wahadłowców NASA, określił to jako "dość ryzykowny" lot. W ostatnim okresie służby promów kosmicznych każda misja wiązała się z ryzykiem katastrofy 1 do 90. - Czyli statystycznie rzecz ujmując, było bardzo wysokie prawdopodobieństwo, że jedna z tych 90 misji zakończy się katastrofą i śmiercią załogi - tłumaczył podczas wystąpienia w 2017 roku Bill Gerstenmeier, wiceszef NASA ds. misji załogowych.
Urzędnik mówił wówczas szerzej o kalkulacji ryzyka związanego z lotami ludźmi w kosmos. - To kwestia, która pochłania bardzo dużo czasu i energii NASA, choć nie widać tego na zewnątrz i nie wie o tym opinia publiczna - tłumaczył. Po każdej katastrofie wiążącej się ze śmiercią astronautów (trzech w 1967 roku podczas przygotowań do misji Apollo 1, siedmiu podczas startu promu Challenger w 1986 roku i siedmiu podczas powrotu Columbii w 2003 roku), kolejne komisje śledcze ostro krytykowały podejście NASA do tego, co jest akceptowalnym ryzykiem i jak daleko można się posunąć w dążeniu do wypełnienia misji. Krytyka była zasłużona, ale - jak podkreślał Gerstenmeier - ryzyka w lotach w kosmos nie sposób uniknąć. I wszyscy powinni być tego świadomi. Zarówno politycy, jak i opinia publiczna.
- Choć ryzyko zazwyczaj może zostać zredukowane, to jego całkowite usunięcie jest albo wprost niemożliwe, albo jest tak niepraktyczne, że całkowicie zaprzecza istocie tego, po co powołano NASA. Czyli byciu pionierami - mówił Gerstenmeier, cytując fragment z raportu dochodzenia po katastrofie Columbii. Tłumaczył też, że kalkulacje ryzyka w postaci takiej, jak przedstawione powyżej, są ułomne, bo bardzo upraszczają złożone procesy. Pomimo tego w NASA nie wymyślono lepszego sposobu, aby przekazać szerszej publiczności, jakie ryzyko jest związane z lotami w kosmos.
Według obecnych przewidywań, latanie nowymi prywatnymi statkami kosmicznymi SpaceX i Boeinga będzie się wiązać z ryzykiem 1 do 275.
