Caso 056: O Trágico Fim do Challenger (1986).

O acidente ocorrido em 28 de janeiro de 1986 continua sendo o fracasso mais emblemático do programa espacial americano. Foram apenas 73 segundos de voo, seguidos pela explosão sobre do Oceano Atlântico.

Missão STS-51L Challenger no momento do lançamento.

Foi a primeira catástrofe acompanhada ao vivo pela televisão. De suas casas, crianças acompanharam a tragédia da tela de suas TVs, na manhã que deveria ser marcada para celebrar a primeira ida ao espaço de um civil, Christa McAuliffe, uma professora de New Hampshire de 37 anos, onde iria conduzir uma aula em órbita da Terra. Milhões de crianças em idade escolar estavam acompanhando seu voo.

A explosão do ônibus espacial CHALLENGER.

COMO ACONTECEU...

Um dos anéis de vedação (O Ring) de um dos foguetes propulsores sólidos (SRB) rompeu logo após o lançamento, causando um incêndio seguido de explosão. O rompimento desse anel provocou um vazamento de combustível propulsor* formando uma ”língua de fogo”, incidindo essa chama diretamente no casco do tanque externo (ET). A chama cortou o casco como fosse um grande maçarico. Através do corte no casco a liberação repentina do combustível do propulsor principal do ET (hidrogênio e oxigênio no estado líquido sobre pressão), provocou a grande explosão.

*O combustível sólido do SBR é constituído essencialmente de alumínio (combustível propriamente dito), perclorato de amônia (agente oxidante), óxido de ferro III em pó e outros componentes que formam uma pasta que ajudam na queima do combustível sólido.

Na junção de duas partes dos SBRs há um anel de borracha tipo O (O Ring), que faz a vedação. Bem antes da tragédia do ônibus espacial Challenger, começaram a aparecer problemas nestas juntas de vedação. A enorme pressão no interior do foguete (SBR) fazia com que a parede sofresse uma pequena deformação, ocasionando um deslocamento do anel. Assim, para manter a vedação e impedir o vazamento de gases, a borracha deveria ter grande elasticidade para, em frações de segundo, fechar a passagem. Para remediar o problema, os engenheiros colocaram calços para manter as juntas retas. Mas, a cada vez que os foguetes SBR eram reutilizados , deformações adicionais apareciam, provocando, às vezes, pequenos vazamentos. Havia, portanto, a necessidade de resolver o problema antes de novos lançamentos. No entanto, apesar dos avisos dos engenheiros, os chefes da NASA continuaram com os lançamentos. Mais tarde, o ilustre físico teórico ganhador do prêmio Nobel Richard P. Feynman (membro da comissão que investigou o acidente) acusou estes chefes de praticarem "roleta russa".

Chama oriunda do SBR incidindo no ET.

Os filmes e fotos produzidos no dia da tragédia mostram que o problema foi o vazamento dos gases de altíssima temperatura de um dos SBRs  que provocou a explosão do grande tanque de combustível líquido (ET).

Os anéis (O Ring) dos foguetes SRB do ônibus espacial Challenger, eram de fluorelastômero especial, fabricado especialmente para NASA,  e possuíam boa performance em altas temperaturas. No entanto, quando esse elastômero era submetido a baixa temperatura não comportava-se tão bem, tornando-o duro e quebradiço.

No dia da tragédia a temperatura ambiente era de dois graus abaixo de zero. Este foi o problema: com a baixa temperatura, a borracha perdeu sua elasticidade e assim perdeu sua capacidade de vedar adequadamente a junta do foguete SRB.

O problema  pode ser observado iniciando no momento
da ignição do lançamento. Veja as setas indicando o vazamento.
A junta não suportou.

TRÁGICO FIM DA TRIPULAÇÃO

Com a explosão do tanque externo (ET), o compartimento na proa do módulo onde estava a tripulação subiu como uma bola de fogo, intacto, e continuou subindo por mais cinco quilômetros antes da queda. A queda livre durou mais de dois minutos. Investigações posteriores mostraram que provavelmente boa parte da tripulação ainda estava viva durante este tempo - o impacto com a água  foi o golpe final.

Comandante Francis "Dick" Scobee, piloto Mike Smith, os especialistas de missão
 Judy Resnik, Ellison Onizuka e Ron McNair, e os especialistas de
carga Greg Jarvis e a professora Christa McAuliffe (a esquerda).

Não havia nenhum paraquedas para desacelerar a descida e nenhum sistema de ejeção. A NASA havia ignorado esses procedimentos de segurança durante o desenvolvimento e fabricação da Challenger. A viagem espacial foi considerada tão corriqueira, que os sete tripulantes da espaçonave usavam apenas macacões azuis e capacetes de motoqueiro para a decolagem. Eram tão corriqueiras essas missões que o módulo era  conhecido  como “Ônibus Espacial”.

INFORMAÇÃO TÉCNICA X GESTÃO (muitas vezes são inimigas mortais)

Na tarde de 27 de Janeiro de 1986, às vésperas do lançamento, a previsão do tempo era de frio excepcionalmente para a Flórida no Centro Espacial Kennedy, em Cabo Canaveral, com temperaturas muito baixas nas primeiras horas de 28 de janeiro. Engenheiros expressaram preocupação de que em tais temperaturas frias, os anéis poderiam endurecer e não selar as juntas, liberando gases de ignição quentes.

FRENTE FRIA: No dia do lançamento do ônibus espacial Challenger,

o gelo cobriu vários instrumentos da base de lançamento 
do Centro Espacial Kennedy em Cabo Canaveral (Flórida). 

O tempo excepcionalmente frio condenou missão. (Foto: NASA)

Apesar de aviso e sugestão do cancelamento do lançamento por alguns engenheiros, já que em outras missões espaciais já havia sido observado desgaste erosivo em anéis similares  em temperaturas baixas (semelhante ao de 28 janeiro de 1986), a cúpula da NASA definiu o problema como risco aceitável.

Após o acidente, uma comissão de investigação ligada à Casa Branca indicou que as causas da tragédia foram: falha na inspeção dos equipamentos, aliada à pressão para que o lançamento acontecesse dentro do cronograma previsto pela agência espacial (NASA).

O físico Richard. P. Feynman 

(membro da comissão de investigação) 

sua demonstração da borracha mergulhada 

em um copo com gelo para explicar 

o acidente com o Challenger.

Há uma grande polêmica ao que se refere a falha de inspeção já que o problema foi detectado, mas por conta de um cronograma apertado, a decisão superior da NASA  foi por não fazer os devidos reparos. Logo, a inspeção de equipamentos foi eficiente, porém a tomada de decisão foi catastrófica apesar dos dados técnicos disponíveis para tomada da decisão correta.

CAUSAS

Causa Imediata: deficiência do sistema de vedação com anel elastômero em baixa temperatura (falha no projeto);

Causa Básica: ignorar informação técnica e continuar o cronograma da missão (falha de gestão).

CONCLUSÃO DA NASA

• Falha da inspeção;
• É inseguro fazer lançamentos a temperaturas tão frias.

VEJA O VÍDEO ABAIXO, DEMONSTRANDO  O MOMENTO DA EXPLOSÃO 

E O DETALHAMENTO DA FALHA DO ANEL DE BORRACHA.

          OBSERVAÇÕES

1-   Os SBRs (foguetes propulsores sólidos) são os dois tanques laterais responsáveis por 70% da propulsão dos ônibus espaciais como a Challenger. São chamados de foguetes auxiliares, apesar de terem, somados, o maior poder de propulsão. Já o ET (tanque externo), é a maior estrutura do conjunto, sua função é alimentar os motores principais a vencer a força da gravidade da Terra durante o lançamento sendo responsável por 30% da força de propulsão;

2-   Os SBR são reutilizados após cada missão. Eles se separam do módulo antes de sair da atmosfera terrestre e retornam com o auxílio de paraquedas e são resgatados pela Marinha norte americana ao “caírem” no mar. Nem sempre os anéis de borracha (anel elastômero) são substituídos.

Aspecto da avaria no casco do Tanque Externo (ET) no local de
incidência de chama oriunda do SRB (falha de junta de borracha).
Foto retirada no convés do navio que o resgatou do fundo do Oceano Atlântico.

Fonte:

Emiliano Chemello - A explosão do ônibus espacial Challenger

 www.jornaldaciencia.org.br