bélyegkép|jobbra|250px|A Columbia STS–107 jelű küldetésének repülési jelvénye

A Columbia-katasztrófa a Columbia űrrepülőgép 28. repülése (STS–107 jelű küldetés) során bekövetkezett végzetes baleset volt 2003. február 1-én. Az űrrepülőgép egy 16 napos, sikeres expedíciót követően, a légkörbelépés során – egy korábbi sérülés következtében – megsemmisült, és a fedélzeten tartózkodó hét űrhajós, Rick Husband, Willie McCool, Michael Anderson, David Brown, Kalpana Chawla, Laurel Clark és Ílán Rámón életét vesztette.

Az űrrepülőgépet a felszállás során érte a végzetes sérülés: az STS-rendszer külső üzemanyagtartályának felületéről leváló és aláhulló szigetelésdarab találta el a szárnytő közelében az űrhajó bal szárnyát, és megsérült a hővédelmi funkciót is ellátó egyik RCC (Reinforced Carbon-Carbon – megerősített szén-szén) eleme. A földi irányítás, bár fényképfelvételekből tudomására jutott a rendellenesség, végül veszélytelennek ítélte meg az incidenst, és nem történtek elővigyázatossági intézkedések az esetleges kár felmérésére (pl. nagy felbontású fényképfelvételek formájában). A küldetés végén, a leszállás során – a hővédő burkolaton keletkezett rés miatt – a légkörbe belépő űrsikló belső szerkezeti elemeihez is eljutott a szélsőségesen magas hő. A megbomlott integritású szárnyon aszimmetrikus légerők keletkeztek, majd a földi légkörrel való érintkezés során kialakuló rendkívül forró plazma bejutott a szárny belsejébe. Ott a hő előbb a szenzorok vezetékeit égette át, majd a szárny főtartóját is megolvasztotta, amelytől az letörött, és az űrsikló a keletkező kaotikus légerőktől a levegőben darabjaira hullott szét.

A balesetre Texas állam légterében került sor, majd az űrrepülőgép roncsai, valamint a holttestek maradványai három szövetségi állam területén szóródtak szét. A balesetet követően nagyszabású kutató-mentő akció vette kezdetét, amelynek során a fellelhető roncsok nagy részét valamint a holttesteket megtalálták és a NASA-nak adták át, illetve végbement az ilyenkor szokásos vészhelyzeti procedúra mentén az irányítóközpontban rögzített telemetriai, illetve ugyanide befutó fotó, film és egyéb felvételek, adatok összegyűjtése, rendszerezése és mentése is.

George W. Bush elnök a tragédia napján televízióbeszédet intézett az amerikai nemzethez, majd a részvételével Houstonban, a Lyndon B. Johnson Űrközpontban központi gyászszertartásra került sor a hét elhunyt űrhajósra emlékezve. A tragédia másnapján felállították a Columbia Accident Investigation Board (Columbia Balesetvizsgáló Bizottság) szervezetet, amely 2003. augusztus 26-án tette közzé részletes jelentését. Ebben közvetlen okként a szigetelőhab szárnynak ütközését adták meg, közvetett okként azonban mélyreható szervezeti és döntéshozatali problémákat jelöltek meg az űrrepülőgép elvesztése okaként, melyek szoros összefüggésben voltak a Challenger-katasztrófa kivizsgálása során hasonlóan minősített hiányosságokkal. A szigetelőhab leválásának kiváltó okát ekkor még félreértelmezték, és kis híján a következő űrrepülőgép (az STS–114 repülésén) elvesztése árán derült fény arra, hogy a hableválást a tartály feltöltésekor keletkező hőtágulás okozza.

Végül 29 hónapnyi szünetet követően újították fel az ember vezette űrrepüléseket Amerikában, ám már azzal a döntéssel a háttérben, hogy a Space Shuttle-flottát nyugdíjazzák, és az USA más pályára állítja űrprogramját, más eszközök felhasználásával, így a katasztrófa közvetlen okként szolgált a Space Shuttle-program 2011-es leállításához.

Előzmények

A Challenger-katasztrófa

bélyegkép|balra|250px|A Challenger-katasztrófa pillanata

A Columbia-katasztrófa 17 évvel a NASA másik nagy balesete, a Challenger-katasztrófa után következett be, és több ponton kapcsolódik az akkor történt eseményekhez. 1986. január 28-án a Challenger űrrepülőgép az STS–51–L expedícióra indult a világűrbe, és a felszállás során, az emelkedés 73. másodpercében megsemmisült. A balesetet követő vizsgálat megállapította, hogy a baleset oka a jobb oldali gyorsítórakétába épített gumitömítés, az ún. O-gyűrű átégése volt. Az O-gyűrű meghibásodását az okozta, hogy a startra rendkívül hideg, fagypont alatti körülmények között került sor, amelyre az alkatrész rosszul reagált és átégett, szabad utat engedve a rakéta belsejében keletkező forró gázoknak. Azok így átégették a külső tartályt is, amelytől az abban levő hajtóanyag és oxidálóanyag kiszabadult, elegyedett, majd begyulladt, az ebben a folyamatban fellépő légerők pedig darabokra törték az űrsiklót. A vizsgálat akkor azt is megállapította, hogy a meghibásodás nem egyszeri, véletlenszerű eset volt, hanem korábban is előfordult – igaz nem ilyen katasztrofális következményekkel – a NASA és a rakéta gyártójának a Norton-Thiokol vezetésének tudomása is volt az ebben rejlő veszélyről, ám végül nem tettek semmit, és alulbecsülve a probléma jelentőségét, engedélyezték a startot. Ezek a megállapítások a NASA felelősségét is felvetették, annak kommunikációs, döntéshozatali és szervezeti kultúrabeli hiányosságait kritizálva.

A Challenger balesetében elhunyt hét űrhajós, a parancsnok Dick Scobee, a pilóta Michael Schmitt, Judith Resnik, Ellison Onizuka, Ron McNair kutatásfelelősök és Greg Jarvis, valamint Christa McAuliffe rakományfelelősök. A Space Shuttle-program akkor 32 hónapra leállt, hogy kijavítsák a feltárt hibákat és hiányosságokat, és csak azt követően folytatódhattak az űrrepülések az űrrepülőgépekkel. A program ezután 14 évig haladt tovább, közel 90 repülést teljesítve, azonban ezen idő alatt a NASA folyamatai – az ajánlások és javításra tett intézkedések ellenére – részben visszarendeződtek a korábbi, káros gyakorlathoz. Ennek során az egyébként potenciálisan veszélyes jelenségeket tévesen kevésbé kockázatosnak értékelve engedélyezték a startokat, mivel a korábbi tapasztalatok azt mutatták, hogy a veszély ellenére nem történt baj, amivel lényegében a szerencsére bízták a repülések sikerességét. Később Diane Vaughan szociológus egy önálló viselkedésformaként, az ún. „eltérések normalizálódásaként” azonosította a jelenséget, amelyet elsőként a NASA-nál, később azonban az élet számos más területén is megfigyeltek.

Szigetelőhab-leválások bélyegkép|jobbra|250px|A szigetelőhabból felépített áramvonalazó rámpa az űrrepülőgép külső tartály bekötési csomópontjánál

Hasonlóan a Challenger O-gyűrű problémájához, a végül a Columbia vesztét okozó szigetelőhab leválások is jóval korábban kezdődtek, intő jelként a NASA-mérnökök számára. Az STS-rendszer legnagyobb részegységét, a külső tartályt teljes egészében szigetelés védi kívülről, amely segít a cseppfolyós hidrogén és oxigén hőmérsékletének megtartásában. Ennek a szigetelésnek egy speciális darabja, az ún. támasztóláb szigetelőhab-rámpa, amely a szigetelés mellett aerodinamikai szerepet is betölt. Ez egy speciális megoldás volt a nagy külső hajtóanyagtartály bekötési csomópontjánál, ahol az űrrepülőgépet csatlakoztatták a tartályra. A csatlakozást két tartógerenda (láb) egyetlen bekötési csomópontba való rögzítése jelentette, amely felett egy ék alakú, nagyjából 1 méter hosszú, folyamatosan szélesedő, rámpaszerű szigetelést applikáltak, amelynek eredeti funkciója az volt, hogy csökkentse a bekötési csomópontra ható aerodinamikai erőket. (Az űrrepülőgépnek két ilyen bekötési csomópontja volt – jobb oldali és bal oldali bekötés – és mindkettő kapott egy ilyen poliuretán habból felépített szigetelést, ahogy a folyékony oxigén táplálóvezetéke csatlakozási pontjánál is kiépítettek egy ilyet.) Utóbb, éppen a baleseti vizsgálat hatására ezeket a szigetelőhabból épített védőszigeteléseket szükségtelennek ítélték, és a későbbi repüléseken mellőzték őket.

Ezekkel a szigetelőrámpákkal kapcsolatban korábban is jegyeztek fel problémákat. Összesen hat esetben vált le részben, vagy egészben a helyéről ez az alkatrész: az STS–7-en 1986-ban, az STS–32-n 1990-ben, sz STS–50-en 1992-ben, az STS–52-n szintén 1992-ben, az STS–64-en 1994-ben és mindössze két repüléssel az STS–107 előtt, az STS–112-n 2002-ben. A jelenség olyan ismert volt a NASA előtt, hogy saját nevet is adtak neki: „habhullás” (foam shedding). Azonban a Challenger O-gyűrű problémájához hasonlóan a NASA menedzsmentje lassan „hozzászokott” ehhez a jelenséghez, és mivel az előző hat alkalommal nem volt különösebb hatása, veszélytelennek minősítették és úgy is kezelték. A szakirodalom ezt a magatartást említi az eltérések normalizálódásaként, amely végül katasztrofális következményekkel jár.

Hogy a probléma kezelése azért megkezdődött, jelzi, hogy az STS–112 esetén éppen a habhullás jelenségnek vizsgálatára egy kamerát erősítettek a külső tartályra, amelynek feladata éppen a jelenség megfigyelése volt. Annak a startnak a során egy nagyobb darab szigetelőhab vált le, és hullott alá, akkor nem az űrsiklót, hanem a külső tank oldalsó gyorsítórakéta bekötési pontját találva el, egy 10 centiméter széles és 7 centiméter mély bemélyedést okozva rajta. Az STS–112-t követően kiadott repülési jelentés megállapítása szerint: „az ET (External Tank – külső hajtóanyagtartály) biztonságos repülésre alkalmas, nem vet fel újabb aggodalmakat (és nincs további rizikó sem)”.

Hogy a fenti megállapítás mégsem volt teljesen egyértelmű jelzi, hogy Linda Ham, a Space Shuttle Mission Management Team (Repülésvezetői Csoport) vezetője, aki Ron Dittermore-ral, a Shuttle-program vezetőjével együtt részt vett az STS–112 hableválását tárgyaló belső meetingen, amely kimondta, hogy a hableválás „nem a repülésbiztonságot érintő esemény”, ezt az érvelést „vacaknak” jellemezte, bár a felettesével, Dittermore-ral együtt soha nem kérdőjelezte meg.

Közvetlen előzmények

Az STS–107 indulása rendkívül hányatott volt, összesen 13 alkalommal szenvedett halasztást. Az expedíció eredetileg 2001. január 11-i indulással szerepelt a tervekben, amelyet a halasztások több mint két évvel toltak el. A halasztások legfőbb oka az egyéb küldetések nagyobb prioritásában volt keresendő (a 107 jelölésű út így végül a 113 jelű után következhetett el), azonban volt három technikai jellegű halasztó probléma is: A Triana műhold törlése és felcserélése a Freestarral: az eredetileg tervezett a Nap-Föld rendszer L1 Lagrange-pontjába pályára állítandó napobszervatórium szerepelt a Columbia által pályára bocsátandó eszközök között, ám a Bush kormányzat megvonta a pénzügyi támogatását, és ki kellett cserélni egy másik eszközzel (a Triana végül Deep Space Climate Observatory néven 2015-ben jutott a világűrbe). Ez a csere azonban időigényes volt. A Columbia 1999-ben esett át egy nagyobb karbantartási műveleten, amely azonban hat hónappal tovább tartott a tervezettnél, és az azt követő repülések menetrendjében nagyobb átszervezést igényelt. Ebben az átszervezésben a Hubble űrtávcső-szerviz küldetése élvezett elsőbbséget, így a Columbia előbb az STS–109-et repülte le, s csak ezután következhetett az STS–107 Egy hónappal a tervezett, 2002. július 19-i indulás előtt az Atlantis űrsikló hajtóművében, az áramlásjavító rendszerben repedéseket fedeztek fel (az áramlásjavító gondoskodik arról, hogy a hajtóanyag áramlása során keletkező vibrációk és kavitációk kisimuljanak, amikor az anyag belép a turbószivattyúba, segítve az egyenletes égést). Ez a probléma négy hónapra a földre rendelte az egész űrsiklóflottát. Ez gondokat okozott az ISS 5-ös és 6-os számú állandó legénységének váltásában, amely szintén megelőzte az STS–107-et a probléma megoldását és a repülések felújítását követően.

Személyzet A legénység összetételét az STS–107 repüléshez 2000 júliusában véglegesítették, amikor az Űrhajós Iroda vezetője bejelentette a sajtónak a hét kiválasztott űrhajós nevét. A nevük mellett zárójelben szereplő szám a repüléseik számát mutatja az STS–107 repüléssel együtt: