La cause de la catastrophe du Challenger révélée

La cause de la catastrophe du Challenger révélée


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William P. Rogers, chef de la commission spéciale nommée par le président Ronald Reagan pour enquêter sur l'explosion du 28 janvier 1986 de la navette spatiale Challenger, rapporte ses conclusions lors d'une conférence de presse le 9 juin 1986.


La pire partie de la catastrophe de la navette spatiale Challenger n'est pas ce que vous pensez

Le matin du 28 janvier 1986, la navette spatiale Challenger décollé du centre spatial Kennedy en Floride. Le programme de navette battait son plein au milieu des années 1980, et la dernière mission de la NASA semblait bien démarrer. Mais ensuite, 73 secondes après le lancement, l'orbiteur a été englouti dans une boule de feu et déchiré, ses morceaux retombant sur Terre. Les sept astronautes à bord – Dick Scobee, Ellison Onizuka, Judith Resnik, Mike Smith, Greg Jarvis, Ron McNair et Christa McAuliffe – ont été tués dans la catastrophe.

La mort de McAuliffe a touché une corde sensible particulièrement poignante. Elle avait été la première enseignante à être sélectionnée pour aller dans l'espace, et sa famille, ses élèves et les écoliers de tout le pays ont été témoins de sa mort. C'est assez horrible, mais comme pour de nombreuses tragédies, il y a d'autres couches à l'histoire. Comme vous êtes sur le point de le voir, la pire partie de la navette spatiale Challenger le désastre n'est peut-être pas ce que vous pensez.


Comment la météo a joué un rôle dans la catastrophe Challenger de la NASA

Jeudi 28 janvier 2021, 14h07 - Il y a trente-cinq ans, la navette spatiale Challenger a été perdu en raison de conditions météorologiques extrêmes. Voici comment.

Le mardi matin glacial du 28 janvier 1986, sept astronautes américains sont montés à bord de la navette spatiale Challenger pour un lancement dans l'espace à 11h37.

À peine 73 secondes après le décollage, leur mission s'est tragiquement terminée lorsque la navette s'est brisée et s'est écrasée sur Terre. Le commandant Francis Richard Scobee, le pilote Michael Smith, les spécialistes de mission Ellison Onizuka, Judith Resnik et Ronald McNair et les spécialistes de la charge utile Gregory Jarvis et Christa McAuliffe ont été tués dans l'accident.

Beaucoup de choses peuvent mal se passer lors d'un lancement spatial.

Des milliers de pièces entrent dans la construction d'un véhicule spatial. Compte tenu des contraintes imposées à ces véhicules lors de leur ascension vers l'espace ou de leur retour sur Terre, même une panne mineure peut devenir très grave. Un refrain courant dans la communauté spatiale lorsque quelque chose ne va pas est « l'espace est difficile ».

Challenger est assis sur une rampe de lancement brumeuse pour son tout premier vol dans l'espace en avril 1983. Crédit : NASA

Alors, que s'est-il passé avec le Challenger catastrophe qui a coûté la vie à sept personnes et bloqué le programme de navette pendant plus de deux ans et demi ?

Au cours de l'enquête, la NASA a découvert un problème technique avec une partie spécifique de la navette - un joint torique en caoutchouc près de la base de l'un des deux propulseurs de fusée à poudre. Ces joints toriques servent à sceller les joints de champ entre les sections du booster. Lorsqu'elles fonctionnent correctement, elles se dilatent et se contractent rapidement à mesure que les sections de rappel fléchissent et se déplacent sous les contraintes du lancement. De cette façon, ils maintiennent leur étanchéité et empêchent les gaz d'échappement chauds de s'échapper par ces joints.

Un schéma du propulseur à poudre utilisé par Challenger. Le « joint de champ » le plus proche de la buse est l'emplacement du joint torique qui a échoué lors du lancement. Crédit : NASA

Bien que ces joints toriques aient fonctionné sans incident pour 24 lancements de navettes, il y avait un défaut inhérent dans leur conception qui a fortement contribué à la perte de Challenger. Ils n'étaient pas classés pour des opérations à des températures inférieures à 4 °C.

MATIN DE LANCEMENT À FROID RECORD

Deux semaines plus tôt, lors du lancement de la navette spatiale Colombie le 12 janvier, les températures à Cap Canaveral étaient d'environ 13°C.

Le matin du 28 janvier, cependant, une vague de froid avait enveloppé certaines parties du sud-est des États-Unis et le mercure avait plongé sous le point de congélation dans le centre de la Floride. Au nord, Atlanta, GA, a connu un minimum nocturne proche de -14°C, tandis que Montgomery, AL, a eu un minimum de -9°C.

Pour plusieurs communautés de la région de Cap Canaveral, elles ont connu leur matinée du 28 janvier la plus froide jamais enregistrée. Le jour conserve ce record même maintenant.

Records de température de la NOAA, pour le matin du 28 janvier 1986. Crédit : NOAA NCDC

Ces températures froides record ont causé un important givrage de Challengerla tour de lancement de , comme le montrent les images ci-dessous :

De longs glaçons pendent de la tour de lancement de Challenger (à gauche) et certains composants étaient fortement recouverts de glace (à droite). Crédit : NASA

Cependant, la glace sur la tour de lancement n'est pas nécessairement un problème pour un lancement. Le lancement étant retardé pour permettre aux températures de se réchauffer avec le lever du soleil, le mercure a réussi à dépasser le point de congélation à 11 h 37, heure de lancement. Il ne faisait qu'environ 2°C au-dessus du point de congélation, mais les équipes au sol ont pu résoudre tous les problèmes directs liés à l'accumulation de glace.

Cependant, il s'est avéré que le vrai problème était précisément l'effet du froid sur le joint torique du propulseur à poudre de droite. Ce booster est resté dans l'ombre de la navette et du réservoir de carburant externe pendant que le soleil se levait et n'a donc pas bénéficié de la lumière directe du soleil pour se réchauffer avant le lancement.

Selon l'enquête sur l'accident, "un joint torique chaud qui a été comprimé reprendra sa forme d'origine beaucoup plus rapidement qu'un joint torique froid lorsque la compression est relâchée". En outre, un "joint torique comprimé à 75 degrés Fahrenheit est cinq fois plus réactif pour retrouver sa forme non compressée qu'un joint torique froid à 30 degrés Fahrenheit". Pour référence, 75°F correspond à 23,9°C, tandis que 30°F correspond à -1,1°C.

Ainsi, le froid qui s'est infiltré dans les joints toriques pendant cette nuit froide les a fait se raidir et devenir moins réactifs, et donc moins capables de faire leur travail.

Lorsque Challenger a décollé du coussin et s'est élevé dans le ciel, les joints toriques froids du propulseur à poudre de droite ne pouvaient pas répondre assez rapidement aux contraintes exercées sur le propulseur. Cela a ouvert des espaces entre les sections inférieures, permettant aux gaz d'échappement chauds de s'échapper. Habituellement, ces gaz chauds entraîneront une plus grande expansion du joint torique, formant un joint plus étanche et limitant tout danger. Dans ce cas, cependant, le temps froid a ralenti la réactivité du joint torique, permettant à plus de gaz de s'échapper à travers le joint pendant une période plus longue, vaporisant une grande partie du joint torique dans le processus.

Cette pièce récupérée du booster montre le caoutchouc fondu du joint torique (à gauche) et le trou brûlé à travers le booster par les gaz d'échappement qui s'échappent (à droite). Crédit : NASA

Étonnamment, si cela avait été le seul problème rencontré par la navette, la mission aurait probablement encore atteint l'espace en toute sécurité.

Selon le rapport de la NASA, les sous-produits mêmes de la combustion du carburant de fusée et de la vaporisation du joint torique se sont combinés pour former un joint raisonnablement solide entre les deux sections d'appoint solides. Ainsi, il a arrêté la fuite.

Donc si Challenger n'avait rencontré aucune autre complication sur son chemin vers l'espace, la mission STS-51-L serait entrée dans l'histoire comme simplement STS-51 - encore un vol de navette réussi pour la NASA.

La seule indication que quelque chose s'était mal passé n'aurait été découvert qu'après que la NASA ait récupéré le booster de l'amerrissage et remarqué les dommages causés au joint torique.

PAS SEULEMENT FROID, MAIS GRAVEMENT TURBULENT

Malheureusement, le joint torique froid n'était pas la seule complication que le temps a rencontrée lors de cette mission de navette particulière.

À 37 secondes après le décollage, Challenger a commencé à traverser une série d'événements de « cisaillement du vent ». Le cisaillement du vent est un terme météorologique utilisé pour décrire comment les vents changent de direction ou de vitesse ou les deux, sur une certaine distance dans l'air. Plus la différence de vitesse et de direction est grande, plus le cisaillement du vent est fort. Bien connu comme un danger pour les voyages aériens, un fort cisaillement du vent est souvent associé à des « turbulences d'air clair ».

Un ballon météo lancé quelques heures avant le décollage a révélé des vents forts en altitude mais n'a indiqué aucun cisaillement ou turbulence particulièrement fort. Les rapports de l'époque indiquent que les pilotes effectuant des vols d'essai dans la région ont subi un certain cisaillement du vent. Cependant, il a été dit qu'il se situait dans des limites acceptables. Ainsi, la météo en altitude et les rapports des pilotes ont autorisé les contrôleurs à procéder au lancement.

Par le temps Challenger lancé, inconnu de tous, les conditions s'étaient considérablement détériorées.

Dans une étude menée par des scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA, les chercheurs ont effectué un examen détaillé des conditions météorologiques au-dessus du sud-est des États-Unis pour le matin du 28 janvier. Ils ont découvert que deux "stries de jet" différentes se chevauchaient. au-dessus du centre-nord de la Floride au moment de la Challenger lancement. Un jet streak est un flux de vent exceptionnellement fort intégré dans le flux général du jet stream.

Ces cartes météorologiques de l'étude BAMS montrent la configuration des vents en altitude à une pression de 300 millibars (environ 9 kilomètres d'altitude) et de 200 mb (environ 12 km d'altitude), ainsi que l'emplacement du jet subtropical (STJ ) au-dessus du centre de la Floride le matin du 28 janvier 1986. Dans le panneau inférieur droit, une coupe transversale des configurations météorologiques révèle le chevauchement du STJ et du jet de front polaire (PFJ). Crédit : Uccellini, et al./BAMS

L'une de ces séquences de jets, le « jet de front polaire » ou PFJ, soufflait d'une direction nord-ouest. L'autre, le « subtropical jet » ou STJ, accélérait au-dessus de la région, au-dessus du PFJ, depuis l'ouest-sud-ouest. L'étude a montré que Challenger a traversé plusieurs couches de cisaillement de vent modéré à fort, qui "avaient un potentiel de turbulence en air clair dans le centre-nord de la Floride au moment du lancement".

Pendant 27 secondes entières, la navette a plongé dans cette turbulence, l'ordinateur de vol réagissant précisément comme il le voulait pour la situation, apportant les corrections nécessaires pour maintenir Challenger Sur course.

Comme l'a noté le rapport de la NASA, cependant, le cisaillement du vent "a rendu le système de direction plus actif que sur n'importe quel vol précédent".

Cette situation malheureuse a mis encore plus de pression sur le propulseur à propergol solide déjà compromis. Les transitions rapides entre les différentes couches de flux de vent contradictoires ont fait fléchir le booster d'avant en arrière jusqu'à ce qu'il brise le joint formé par le joint torique fondu. Les gaz d'échappement se sont à nouveau échappés par le joint et un panache de flammes est devenu perceptible par les observateurs au sol.

Les vues de la caméra de suivi du site de lancement montrent l'émergence du panache d'échappement du propulseur à propergol solide droit de Challenger. Crédit : NASA

Au moment où la navette a dégagé le cisaillement du vent, à peine 64 secondes après le lancement, le panache était devenu plus important alors qu'il brûlait à travers la couture, puis commençait à brûler un trou dans le réservoir de carburant externe. Une fois percé, le réservoir de carburant a commencé à fuir de l'hydrogène, ce qui a provoqué une fuite de fumée plus importante de la navette.

Tout cela était passé inaperçu à la fois pour l'équipage de bord et les contrôleurs de vol. Lorsque l'ordre est venu d'accélérer pour le reste du voyage en orbite, les contraintes sur le vaisseau spatial se sont avérées trop importantes. Le propulseur de fusée à poudre endommagé et le réservoir de carburant percé sont tombés en panne, enflammant le carburant à l'hydrogène dans le réservoir.

Ayant perdu sa source de carburant, Challenger n'a pas pu maintenir la poussée appropriée pour continuer. La navette a dévié de sa trajectoire et a subi des contraintes de vent causées par le flux d'air environ quatre fois plus que ce à quoi elle était censée résister. Le véhicule a ensuite été déchiré et s'est écrasé sur Terre. Tous les membres d'équipage à bord ont été perdus.

La navette spatiale Challenger se brise, à 11 h 38 HNE, le 28 janvier 1986. Crédit : NASA

Les mesures de sécurité pour les vols spatiaux se sont considérablement améliorées depuis ce tragique accident. Même maintenant, 35 ans plus tard, les prévisions météorologiques restent une influence majeure sur les calendriers de lancement de la NASA et d'autres agences spatiales, tant publiques que privées.

En fin de compte, le défaut technique des joints toriques du propulseur de fusée à poudre a préparé le terrain pour que cet accident (ou un accident similaire) se produise finalement. La direction de la NASA à l'époque partage une partie du blâme, pour avoir fait avancer le lancement malgré le temps, et les avertissements de problèmes potentiels. En fin de compte, cependant, la combinaison d'un froid sévère et d'un cisaillement extrême du vent ont été les facteurs qui ont poussé le booster à son point de rupture. Par conséquent, Challenger continue d'être un exemple de la raison exacte pour laquelle les équipes de contrôle de lancement sont désormais méticuleuses lorsqu'il s'agit d'éviter des conditions météorologiques défavorables.

Initialement publié le 28 janvier 2016, cet article a été mis à jour.


L'heure difficile de la mort de l'équipage du Challenger

Contrairement à l'enquête menée après Columbia, la Commission Rogers de Challenger n'a pas mentionné les détails physiologiques des décès de l'équipage, probablement par sensibilité pour les familles des astronautes. La NASA a publié une déclaration à l'époque indiquant qu'elle n'était pas en mesure de déterminer la cause du décès, mais " a établi qu'il est possible, mais pas certain, qu'une perte de conscience se soit produite dans les secondes qui ont suivi la rupture de l'orbiteur ".

C'est l'histoire qui s'est transmise au cours des années qui ont suivi. Cependant, quelques voix se sont élevées pour dissiper cette version des événements comme n'étant que partiellement vraie. L'un d'eux est l'astronaute à la retraite et quelque peu excentrique Story Musgave. Musgrave était médecin avant de devenir astronaute, travaillant comme chirurgien traumatologue à temps partiel pendant ses années à la NASA, et il sait exactement comment les astronautes de Challenger sont morts. "Ils sont morts quand ils ont touché l'eau", dit Musgrave, "Nous le savons."

Regardez le rapport ci-dessous pour plus de détails :

A propos de l'auteur

Merryl Azriel

Après avoir erré dans l'écriture et l'édition professionnelles après une décennie d'ingénierie, de science et de gestion, Merryl aime maintenant réintégrer la dichotomie en mettant la technologie et la politique spatiales à la portée d'un public intéressé. Après trois ans en tant que rédacteur en chef de Space Safety Magazine, Merryl a semi-retraité en tant que contributeur invité et directeur de la campagne pour porter la collaboration de la Station spatiale internationale à l'attention du comité du prix Nobel de la paix. Elle garde son crayon bien aiguisé en tant que gestionnaire de propositions pour l'entrepreneur du gouvernement américain CSRA.

12 réponses

La NASA et l'exploration spatiale sont une ruse pour un avantage pour la domination mondiale depuis l'orbite - c'est tout, tout le reste n'est qu'une fascination vaine pour justifier plus d'argent public pour le soutenir. Une illusion perpétrée comme l'évolutionnisme.

Comment et quand les astronautes Challenger sont-ils morts ?

Très instructif. Veuillez changer Mort en Mort dans le titre. Cela détourne vraiment l'attention du sérieux du contenu.

Merci pour le point culminant. L'ancien rédacteur en chef italien, visiblement perdu dans la traduction, s'excuse.

deux minutes et quarante-cinq secondes sachant que vous allez mourir et incapable de dire au revoir… RIP

Je pense que l'équipage du Challenger est mort à cause de la vitesse à laquelle ils ont heurté l'océan, les tuant instantanément contrairement à l'explosion. L'explosion sans nuages ​​de fumée, serait une explosion rapide de feu, et disparue, survivable dans certains cas au fait qu'ils portaient des combinaisons spatiales.

Même s'ils sont morts « instantanément » lorsqu'ils ont touché l'eau, vous savez que, juste pendant un instant ou deux, ils ont ressenti la douleur d'être déchiquetés lorsqu'ils ont frappé ?

Je suis désolé mais non, ils sont morts si vite que les terminaisons nerveuses de leur corps n'auraient même pas eu le temps de dire au cerveau que ça faisait mal. C'était une mort miséricordieuse à part le fait qu'ils avaient 2,5 minutes avant de s'écraser.

J'aimerais que ce type dans la vidéo dise simplement au public ce qu'il sait au lieu de paraître plus saint que s'il sait quelque chose que nous ne savons pas. Son arrogance est bien notée ici.

Je ne crois pas qu'ils étaient conscients lorsque le compartiment de l'équipage a heurté l'eau. Avec le couple et les forces de cisaillement de la débâcle à mach 2+, plus l'impact des débris pendant la débâcle. Je trouve peu probable que la cabine ait conservé son intégrité pour maintenir une pression d'air afin de maintenir la conscience des astronautes pendant près de 3 minutes jusqu'à l'eau. Les packs d'air ne fournissaient pas d'air sous pression pour garder les astronautes conscients.

Et vous savez mieux qu'un Sugeon de la NASA, d'où vient votre diplôme de médecine ?

Ils ne portaient pas de combinaisons spatiales. Les astronautes de la navette ne les portaient qu'après la catastrophe de Challenger. Ils portaient des casques et des combinaisons de vol.


La catastrophe de la navette spatiale Challenger

par Jeff Forrest
Collège d'État métropolitain

INTRODUCTION

Cet article traite des facteurs de prise de décision environnementaux et humains associés au lancement de la navette spatiale Challenger le 28 janvier 1986. Peu de temps après le lancement, la navette a explosé, détruisant le véhicule et tous les membres d'équipage. La cause et les facteurs contributifs qui ont mené à la tragédie de Challenger sont explorés en détail. L'accent est mis sur l'utilisation par la NASA d'une réunion du système d'aide à la décision de groupe (GDSS) pour prendre la décision de lancer.

Des exemples sont inclus qui montrent comment des facteurs contributifs tels que des priorités et des demandes multiples ont incité la NASA à fonctionner de manière responsable et éthique. La preuve que la NASA a utilisé une base de données défectueuse dans son GDSS et comment elle a mal géré la réunion du GDSS est également offerte. Enfin, l'incapacité de chaque membre du GDSS à voter de manière anonyme sur la décision de lancement est discutée comme un facteur critique qui, si cela avait été autorisé, aurait probablement évité la tragédie de Challenger.

LA MISSION NAVETTE 51-L

Facteurs environnementaux - Impacts sociétaux

La navette spatiale Challenger 51-L était la 25e mission du programme STS de la NASA. Le 28 janvier 1986, le STS 51-L a explosé peu après le décollage, détruisant le véhicule et ses sept membres d'équipage.

La mission STS 51-L consistait à déployer le deuxième satellite de poursuite et de relais de données et l'observateur de la comète de Spartan Halley. Le membre d'équipage S. Christa McAuliffe était primordial pour cette mission - le premier passager/observateur de la navette spatiale participant au programme Teacher in Space de la NASA (cf. [1]). Mme McAuliffe aurait dirigé des émissions éducatives en direct depuis la navette et les aurait transmises aux salles de classe du monde entier.

La perte de vies humaines et la position unique qui symbolisait Christa McAuliffe en tant que première civile travaillant comme enseignante dans l'espace ont eu un impact profond sur la société et son attitude envers la NASA et les programmes spatiaux américains.

Comme cet article l'explorera, la décision tragique de lancer STS 51-L était basée sur des facteurs contributifs à long terme et sur l'utilisation d'un système d'aide à la décision de groupe défectueux qui a été encore aggravée par sa mauvaise gestion associée. Le résultat de cette action a engendré des coûts pour la société en termes de vie, de ressources et de méfiance du public. La NASA a ensuite connu des années de recul pour ses recherches et opérations scientifiques connexes.

CONTEXTE

Facteurs humains - Contribuer à une tragédie

Bien que la destruction de la navette Challenger ait été causée par la défaillance matérielle d'un joint torique d'un propulseur de fusée à poudre (SRB), la décision humaine de lancer était, en elle-même, erronée. La résolution de lancer était basée sur des informations d'aide à la décision de groupe erronées et aggravée par la mauvaise gestion connexe de ces informations. Cependant, comme dans la plupart des accidents de transport, il existe généralement d'autres facteurs contributifs qui contribuent à créer un environnement menant à des erreurs et à des échecs. Par conséquent, un bref examen des facteurs ayant contribué à la destruction du Challenger s'impose.

Facteurs environnementaux - Exigences imposées à la navette spatiale

Le processus de « vendre » au public américain et à son système politique le besoin d'un système de transport spatial réutilisable a commencé à la fin des années 1960. Conceptuellement, la navette spatiale a été introduite au plus fort de la mission Apollo réussie. Contrairement à la mission Apollo, la navette spatiale a été approuvée comme méthode d'exploitation dans l'espace, sans une définition ferme de ce que seraient ses objectifs opérationnels ([2] pg. 3). Voici le premier facteur contributif. La navette a été développée comme un utilitaire sans application ferme. Par conséquent, le soutien à un tel projet, à la fois politiquement et économiquement, n'était pas très fort. Pour obtenir un soutien politique, il a été vendu comme un projet à « paiement rapide » (cf., [2]). Un soutien supplémentaire a été obtenu en offrant le programme Shuttle aux militaires comme moyen d'accroître la sécurité nationale et à l'industrie comme outil pour ouvrir de nouvelles opportunités commerciales. Les scientifiques ont fait valoir au peuple américain que la navette serait un "voyage américain" ([2] pg. 10) avec un grand gain scientifique. À l'échelle mondiale, la navette a été vendue dans le cadre d'un partenariat avec l'Agence spatiale européenne (ESA) et comme moyen d'améliorer les relations nationales et sociales en combinant des personnes de nationalités, races et sexes différents qui serviraient de membres d'équipage.

Le processus utilisé pour développer un soutien économique, politique et social pour la navette a introduit le deuxième facteur contributif appelé ingénierie hétérogène. C'est-à-dire que les décisions d'ingénierie et de gestion de la navette ont été prises pour répondre aux besoins de facteurs organisationnels, politiques et économiques par opposition à un profil de mission d'entité unique avec des objectifs spécifiques ([2] p. 9). Une fois fonctionnelle, la navette a été exposée aux exigences opérationnelles d'une multitude d'utilisateurs. La navette devait maintenant tenir les promesses de la NASA. La coordination des besoins des communautés politiques, commerciales, militaires, internationales et scientifiques a exercé d'immenses pressions sur l'équipe de direction de Shuttle. Premièrement, la pression politique pour fournir un véhicule spatial fiable et réutilisable avec un délai d'exécution et un déploiement rapides a sérieusement entravé la capacité d'intégration et de développement de systèmes efficaces. Deuxièmement, il n'était pas possible de construire des systèmes complets d'aide à la gestion (MSS) qui pourraient prendre en compte tous les facteurs associés à un groupe aussi diversifié de variables environnementales. Troisièmement, une incertitude supplémentaire et une mauvaise moralité des employés de la NASA ont été créées lorsque l'administration Reagan a fait pression pour que la navette soit déclarée "opérationnelle" avant que la phase de "développement" ne soit terminée [2].

Après avoir dépensé des milliards de dollars pour aller sur la Lune, le Congrès s'attendait à ce que le programme Shuttle soit financièrement autonome ([2] p. 15). Cela a forcé la NASA à fonctionner comme une pseudo entreprise commerciale. Par conséquent, l'environnement au sein de la NASA avant le lancement de Challenger était un environnement de conflits, de stress et de raccourcis [2].

Système d'aide à la décision (SAD) - Effets environnementaux

La probabilité de catastrophe augmentait à mesure que des demandes croissantes étaient imposées à la NASA juste avant le lancement de Challenger [2]. Un faux sentiment de sécurité a été ressenti par les responsables de la NASA, avec vingt-quatre missions de navette réussies à leur actif. Juste avant le lancement de STS 51-L, la NASA était une organisation remplie de conflits internes et de batailles territoriales ([3], p. 412). Les mangeoires fonctionnaient dans un environnement de « surcharge et de turbulence » [3]. En bref, la NASA a été caractérisée comme ayant une "maladie" ([3] pg.414) de pourriture et de destruction.

Aussi incroyable que cela puisse paraître, il semblerait que la NASA n'ait pas de programme DSS formel initialisé pour les opérations de la navette avant le lancement de Challenger. Les preuves sont solides que les décisions ont été prises principalement par « satisfication » et « se débrouiller » consciemment. Les caractéristiques spécifiques de la prise de décision à l'époque consistaient en des raccourcis, des compromis et des heuristiques opérationnelles (« heuristiques opérationnelles pour cannibaliser des pièces existantes » telles que définies par Jarman et Kouzmin [3] p. 414). Bref, la NASA opérait dans une phase de prise de décision semi-incontrôlée tout en essayant de servir les militaires, l'industrie et les organismes de recherche internationaux avec un véhicule spatial qui avait été déclaré opérationnel avant l'achèvement de la phase de développement [4].

La NASA a utilisé la prise de décision par défaut comme son DSS principal. Ses limites organisationnelles étaient hautement politiques et ouvertes à la manipulation par toute entité pouvant exercer un pouvoir politique. En déclarant la navette "opérationnelle", l'administration Reagan a supprimé la motivation des employés de la NASA à gérer et leur a laissé l'impression que la prise de décision serait prise par des directives de sources politiques.

La déclaration du statut « opérationnel » a été le tournant critique pour la NASA et sa gestion des opérations de la navette. La complaisance a commencé à grandir parmi les employés et les considérations de sécurité ont été échangées contre du temps passé à maintenir la navette dans les délais et à satisfaire « le client du jour ». C'était l'environnement juste avant le lancement de STS 51-L.

LA DÉCISION DE LANCEMENT

Système d'aide à la décision de groupe (SGDS) - Analyse situationnelle

Un système de soutien de groupe existait entre la NASA et les développeurs associés de la navette. Dans cette discussion, l'accent sera mis sur Thiokol - le sous-traitant directement responsable du développement des joints toriques SRB. Le système GDSS entre la NASA et Thiokol consistait en des salles de conférence à la même heure/à des endroits différents, équipées d'une interface informatique connectée et distribuée. Des téléphones à haut-parleur avec audio uniquement étaient également disponibles.

Dans la soirée du 27 janvier 1986, Thiokol a fourni des informations à la NASA concernant les inquiétudes concernant le lancement prévu le lendemain de STS 51-l. Les ingénieurs de Thiokol craignaient beaucoup que les températures anormalement froides n'affectent les joints toriques aux normes de non-performance. La mission avait déjà été annulée en raison de la météo et, pour la NASA, une autre annulation en raison de la météo était impensable ([4] p. 23). Les deux parties savaient déjà que les scellés du SRB devaient être améliorés, mais n'estimaient pas que cela était essentiel. Bien que les informations fournies par le GDSS (avec un système expert associé) aient montré que les joints toriques fonctionneraient sous les températures prévues, les ingénieurs de Thiokol ont remis en question leurs propres tests et données qui ont été programmés dans le GDSS. Ainsi, à la veille du lancement de Challenger, la NASA a été informée que son GDSS avait une base de données défectueuse.

À ce stade, la NASA a demandé une recommandation définitive à Thiokol sur l'opportunité de lancer. Les représentants de Thiokol ont recommandé de ne pas lancer avant que la température de l'air extérieur n'atteigne 53 ° F. Les prévisions pour la Floride n'ont pas montré de températures atteignant cette ligne de base pendant plusieurs jours. La NASA a répondu en faisant pression sur Thiokol pour qu'il modifie sa décision. Le responsable de niveau III de la NASA, M. Lawrence Mulloy, a répondu à la décision de Thiokol en demandant : « Mon Dieu, Thiokol, quand voulez-vous que je me lance, en avril prochain ? ([4] p. 24).

Après ce commentaire, les représentants de Thiokol ont demandé cinq minutes pour se déconnecter du GDSS. Au cours de cette période, la direction de Thiokol a demandé au chef mécanicien « d'enlever sa casquette d'ingénieur et de mettre sa casquette de direction », suggérant que les objectifs organisationnels passent avant les considérations de sécurité [4]. Thiokol est rentré dans le GDSS et a recommandé que la NASA se lance. La NASA a demandé s'il y avait d'autres objections de la part d'un autre membre du GDSS, et il n'y en a pas eu.

Système de support de groupe - Analyse critique

Il ne fait aucun doute que l'environnement à partir duquel la NASA et ses développeurs affiliés opéraient offrait une opportunité d'erreur humaine importante. Néanmoins, la NASA et Thiokol ont eu une occasion « en or » d'éviter un désastre lors de leur réunion GDSS avant le lancement de la STS 51-L. Les facteurs suivants sont proposés comme explications potentielles pour ce qui a créé le SGDS défectueux et la mauvaise gestion associée de ses informations :

D'abord, Thiokol était au courant du problème du joint torique au moins plusieurs mois avant le lancement du Challenger. Cependant, l'objectif était de respecter le calendrier. La NASA a été informée du problème, mais il a été « minimisé » comme une situation à faible risque. Voici le premier élément d'information erronée qui a été entré dans le SGDS. Si la NASA avait été consciente de l'importance de la situation du joint torique, elle aurait probablement accordé plus de crédit aux conseils des ingénieurs de Thiokol. Cependant, les données transmises lors de la réunion GDSS de Thiokol ont indiqué qu'il serait sûr de lancer pour les températures prévues. La NASA était frustrée par les conseils contradictoires de la même source.

Seconde, la décision de retarder le lancement d'une navette était devenue une décision « indésirable » par les membres de l'équipe de la navette [5]. En d'autres termes, les suggestions faites par tout membre du groupe qui soutiendraient en fin de compte un lancement prévu ont été accueillies avec un soutien positif par le groupe. Toute suggestion qui entraînerait un retard a été rejetée par le groupe.

Troisième, tous les membres du GDSS ont estimé qu'ils devaient être à la hauteur des « normes » du groupe. Bien que les ingénieurs de Thiokol aient été fermes sur leur recommandation de supprimer le lancement, ils ont rapidement changé leur présentation des objections une fois menacés de la possibilité d'être expulsés du programme (comme suggéré par un administrateur de la NASA qui était "consterné" par une entreprise qui ferait une telle recommandation sur la base des données disponibles) [5].

Quatrième, Thiokol est devenu très sensible à la « pensée de groupe » lorsqu'ils ont demandé une pause du SGDS. À ce stade, ils se sont isolés, ont mené des conversations privées sous un stress élevé et avaient peur de perdre des revenus potentiels futurs s'ils n'étaient pas d'accord avec la NASA. Tous ces facteurs sont considérés comme primordiaux dans la formulation de la « pensée de groupe » [5].

Cinquième, toutes les parties craignaient une réponse publique et politique à une autre annulation de lancement (il y avait déjà eu six annulations cette année-là). Chaque partie a commencé à rationaliser que le succès passé égalait le succès futur [5].

finalement, le SGDS était gravement défectueux. Comme déjà mentionné, la base de données contenait des informations erronées concernant les joints toriques. Des idées, suggestions et objections ont été sollicitées mais pas de manière anonyme. Les individus qui s'écartaient des normes du groupe étaient signalés comme des membres indésirables. Un agenda n'a jamais été défini et la NASA a donc été surprise par la présentation Thiokol. La gestion des conflits a été évitée par la domination de la NASA sur l'ensemble de la réunion. La NASA, parfois, est devenue très affirmée et intimidante. Compte tenu de l'attitude de la NASA, aucun membre du groupe ou individu n'était disposé à être tenu responsable de tout commentaire ou décision [5].

Le cadre d'une réunion GDSS aussi importante était également inefficace. Étant donné qu'un téléphone à haut-parleur et un modem CPU ont été utilisés, il était facile pour la NASA de minimiser les opinions personnelles des ingénieurs de Thiokol. Si la réunion avait pu se tenir au même endroit pour tous les membres, le résultat aurait pu être différent. À la fin de la réunion, la NASA a suggéré, à contrecœur, qu'elle annulerait toujours le lancement si Thiokol insistait. Aucune réponse de Thiokol n'a été apportée et les responsables de la NASA n'ont pas pu voir l'expression « d'autocensure » qui était communiquée sur le visage de chaque ingénieur de Thiokol [5].

Le défaut le plus important du GDSS était peut-être lorsque Thiokol a demandé une réunion privée de cinq minutes avec ses propres membres. Jusqu'à présent, Thiokol était resté avec sa recommandation d'annuler le lancement. Une fois déconnecté, Thiokol est devenu un membre isolé et le GDSS a complètement échoué. Une fois reconnecté, Thiokol avait changé de position et offert le feu vert au lancement sans aucune objection.

CONCLUSIONS

Le facteur humain critique - Besoin d'outil de vote

De nombreuses conclusions peuvent être tirées quant à la cause principale et aux facteurs contributifs associés à la tragédie de Challenger. C'est l'opinion de cet auteur que concernant le GDSS et la décision de lancer la capacité de chaque membre à avoir voté anonymement était le facteur clé qui aurait maintenu l'intégrité du GDSS et la qualité de la décision.

Il a été démontré que juste après la présentation de Thiokol à la NASA, la plupart des membres du groupe GDSS étaient très préoccupés par la situation des joints toriques et pensaient que les opinions exprimées par les ingénieurs de Thiokol justifiaient d'envisager sérieusement l'annulation du lancement [5]. Cependant, seuls des hauts fonctionnaires sélectionnés ont été autorisés à voter leur "opinion", ce qu'ils ont fait verbalement et à la demande de la NASA. D'après les recherches menées sur cet article, l'auteur estime que si un vote anonyme universel avait été mené sur le nombre total de membres du GDSS, une décision d'annuler le lancement aurait été prise.

Les facteurs qui ont conduit à l'incident du Challenger remontent au début du programme de navette. La NASA et Thiokol n'ont pas réussi à maintenir un programme d'assurance qualité via MSS, comme cela a été initié dans le programme Apollo, en raison de multiples demandes de sources et de pressions politiques. Le SGDS utilisé pour la décision de lancement contenait des données inexactes. Les ingénieurs membres du GDSS ne croyaient pas aux procédures de test utilisées pour générer les composants de données dans le GDSS. Et, toute la réunion a été mal gérée.

La décision de lancer la navette Challenger et sa destruction ultérieure ont eu un impact majeur sur la société et la gestion de notre programme spatial. La mission unique de Challenger et le décès de Christa McAuliffe ont ouvert la porte à la discussion et à la recherche sur la façon dont les gestionnaires utilisent le SSD pour prendre des décisions qui affecteront la confiance du public.

CONSÉQUENCES

Ethique et MSS/DSS - Gestion des Facteurs Humains

Une discussion complète de la prise de décision éthique dépasse le cadre de cet article. Cependant, la question de savoir comment la NASA et Thiokol ont géré les considérations éthiques est au cœur de la décision de lancer la navette Challenger et mérite donc un bref aperçu.

Le premier domaine de préoccupation éthique est le domaine de l'exactitude de l'information. Le fait que les dirigeants de la NASA et de Thiokol n'aient guère tenu compte des préoccupations des ingénieurs de Thiokol est très désolant. Tous les membres du groupe ont pris une décision en sachant que la décision était fondée sur des informations erronées. Une deuxième préoccupation est que la décision prise fait passer la sécurité en dernier et les objectifs opérationnels en premier. Seul un membre du GDSS a exprimé de sérieuses inquiétudes quant à la perte potentielle de vies humaines [5]. De plus, une communication ouverte et libre avant et pendant la réunion du GDSS a été découragée par des dynamiques de groupe telles que la garde de l'esprit, la pression directe et l'autocensure [5]. Les personnes qui ont connaissance d'une situation qui, à moins qu'elle ne soit traitée avec intégrité, pourrait causer un préjudice social, ont la responsabilité de contacter toute autorité qui gérera et contrôlera cette situation dans le meilleur intérêt du public ([4] « Dénonciation, p. 34) .

L'analyse des facteurs humains et la science de la gestion ont commencé à définir l'incorporation de MSS/DSS comme une manière socialement réactive de mener des affaires ([6] p. 826). Cela est particulièrement vrai pour les agences gouvernementales et les grands projets publics comme le programme Shuttle. On pourrait soutenir que la technologie GDSS n'avait pas évolué au niveau d'efficacité nécessaire pour soutenir le projet Challenger. Le succès du DSS utilisé lors de la précédente mission Apollo montre que ce n'était pas le cas. Dans le programme Challenger, la prise de décision sociale et éthique a été écartée pour des raisons de coût, de calendrier et d'exigences environnementales extérieures.

LES RÉFÉRENCES

[1] Communiqué de presse du Challenger Spacelink de la NASA, http://history.nasa.gov/sts51lpresskit.pdf

[2] Launius, Roger D., "Vers une compréhension de la navette spatiale : un essai historiographique". Histoire de la puissance aérienne, hiver 1992, vil. 39, non. 4.

[3] Jarman A. et Kouzmin, A., "Decision paths from writing. Une heuristique de simulation de la théorie de la contingence pour la catastrophe de la navette Challenger", Crises contemporaines, 1er décembre 1990, vol. 14, non. 4.

[4] Kramer, Ronald C. et Jaska, James A., "The Space Shuttle Disaster: Ethical Issues in Organizational Decision Making", Western Michigan University, avril 1987, 39 pages.

[5] Enregistrement vidéo Groupthink écrit et produit par Kirby Timmons produit par Melanie Mihal, Carlsbad, Californie, CRM Films, vers 1991 25min.

[6] Turban, Efraim, Aide à la décision et systèmes experts, Macmillan Publishing Company, N.Y., N.Y. 1993.

Note de l'éditeur

Le site historique de la NASA sur l'accident Challenger STS 51-L à l'adresse http://history.nasa.gov/sts51l.html renvoie à de nombreuses ressources, dont l'analyse de Jeff Forrest. Les lecteurs sont particulièrement encouragés à lire et à examiner le rapport de la Commission présidentielle sur l'accident de la navette spatiale Challenger (communément appelé le rapport de la Commission Rogers), juin 1986 et les mises en œuvre des recommandations, juin 1987. Le SGDS était une téléconférence audio. Les diapositives avaient été faxées au site de réunion de la NASA. M. Mulloy de la NASA a témoigné que M. Kilminster de Thiokol a demandé le caucus hors réseau de 5 minutes qui a finalement duré environ 30 minutes. Les opinions exprimées dans cette analyse sont celles de l'auteur et pas nécessairement celles de l'éditeur ou de DSSResources.com.

Quelques questions pour une analyse et une discussion plus approfondies

  1. Qu'est-ce qu'un système d'aide à la décision de groupe ?
  2. La NASA et Thiokol ont-ils utilisé un GDSS ?
  3. Le système d'aide à la décision de groupe a-t-il échoué ou le problème était-il lié aux participants ?
  4. Selon vous, quelle a été la cause de l'échec de la prise de décision dans cette situation ?
  5. Une technologie GDSS améliorée aurait-elle pu éviter cette tragédie ? Si oui, que fallait-il ? Vidéo, vote anonyme ?

Liens web

Veuillez citer comme suit :

Forrest, J., "The Space Shuttle Challenger Disaster: A failure in decision support system and human factor management", initialement préparé le 26 novembre 1996, publié le 7 octobre 2005 à l'URL DSSResources.COM.

Jeff Forrest est professeur agrégé et président du département des sciences de l'aviation et de l'aérospatiale au Metropolitan State College (MSCD) à Denver, Colorado. Il poursuit également un doctorat en sciences de l'information à l'École d'informatique et des sciences de l'information de l'Université Nova Southeastern. Contactez-le par email à [email protected] .

Jeff Forrest a autorisé la publication de cette analyse de cas sur DSSResources.COM le 28 août 2005. Cet article a été publié sur DSSResources.COM le vendredi 7 octobre 2005.

Cette analyse de cas a été publiée sur DSSResources.com pour honorer la mémoire de Francis R. Scobee, commandant de la navette spatiale Challenger, Michael J. Smith, pilote, Judith A. Resnik, spécialiste de mission 1, Ellison S. Onizuka, spécialiste de mission 2, Ronald E.McNair, spécialiste de mission 3, Gregory B. Jarvis, spécialiste de la charge utile 1, et Sharon Christa McAuliffe, spécialiste de la charge utile 2. Puissent leurs vies et leurs décès tragiques nous rappeler les limites des personnes et des technologies.


Un échec de gestion

La catastrophe aurait pu être évitée. Les problèmes avec les joints toriques étaient bien connus de l'équipe d'ingénierie travaillant sur le SRB, mais les tentatives d'informer la direction avaient été constamment freinées.

Le phénomène d'érosion anormale des joints toriques avait été observé lors des vols précédents. Au lieu de demander une enquête, la direction de la NASA a ignoré le problème et a plutôt choisi d'augmenter la tolérance.

La veille du lancement, la NASA a eu une conférence téléphonique avec Morton Thiokol, fabricant du SRB. Un groupe d'ingénieurs de Morton Thiokol, et en particulier Roger Boisjoly, a exprimé sa profonde inquiétude quant à une éventuelle défaillance du joint torique par temps froid et a recommandé de reporter le lancement.

Le personnel de la NASA s'est opposé au retard. “Mon Dieu, Thiokol, quand voulez-vous que je me lance en avril prochain ? » a déclaré Lawrence Mulloy, l'un des responsables du programme de navette participant à la téléconférence.

Sous la pression de la NASA, la direction de Thiokol a donné son accord au lancement, et Challenger était en route vers la catastrophe. Cette défaillance de communication, combinée à une structure de gestion qui a permis à la NASA de contourner les exigences de sécurité, a été la cause organisationnelle de la catastrophe du Challenger.

Boisjoly examine un modèle de joint torique lors d'une réunion de cadres supérieurs et de représentants universitaires à Rye, New York, en septembre 1991 (Crédits : AP Photo).

Les conséquences

Il a fallu 81 jours pour récupérer les débris de Challenger en mer et les ramener au Cap. Le programme Shuttle a été ancré pendant près de trois ans, jusqu'à ce qu'un certain nombre de changements techniques et de gestion soient mis en œuvre pour une exploitation sûre de la navette.

Le plus grand défi de la NASA était de regagner la confiance de l'Amérique dans le programme Shuttle. Malgré les changements techniques et de gestion qui ont suivi Challenger, la catastrophe de Columbia en 2003 a prouvé que la navette était une machine complexe et dangereuse, dont la fiabilité dépendait de trop de variables pour être gérée de manière rentable.

La navette spatiale a été retirée en 2011 après 135 missions. Malgré les deux tragédies qui ont marqué son histoire, le programme de la navette spatiale restera dans les mémoires pour la merveilleuse contribution qu'il a apportée à l'avancement du programme spatial américain.

A propos de l'auteur

Siddharth Raval

Siddharth Raval est étudiant à la maîtrise en génie mécanique à l'Université du Nouveau-Brunswick. Ses recherches sont axées sur l'étude de la " Dynamique du rotor des mélangeurs de polymères industriels (Flow Induced Vibrations) ", qui est une recherche multidisciplinaire combinant les disciplines Structures, Vibrations et Dynamique des fluides. Il est passionné par les machines, en particulier les machines volantes. Son intérêt se situe dans le domaine de la dynamique des fluides et des vibrations induites par les écoulements. Il est actuellement associé au Space Safety and Sustainability Working Group du Space Generation Advisory Council, où lui et son équipe travaillent sur la conception de la mission Space Debris Removal. Connectez-vous avec lui sur LinkedIn @ http://ca.linkedin.com/in/siddharthraval/

2 réponses

L'anglais est-il la première langue de l'auteur ? Quelqu'un a-t-il pris la peine de relire cela?

Je suis étonné que personne ni à la NASA ni à Morton Thiokol ne semble être allé en prison pour ce qui n'était vraiment pas un accident mais plutôt un acte d'irresponsabilité criminelle. On peut dire : « Eh bien, personne ne voulait que Challenger se désintègre, donc personne n'était à blâmer. » Les parties prenant la décision de lancer auraient dû avoir comme première préoccupation la protection des vies. Mulloy a pris, j'ai entendu, la position que si personne ne pouvait lui prouver qu'un désastre se produirait, le lancement devrait aller de l'avant. C'est à peu près un critère aussi mauvais que l'on peut choisir d'agir.


30 ANS APRÈS CHALLENGER - Qu'est-il arrivé à l'équipage ? Pourquoi allons-nous dans l'espace ?

Le 28 janvier 1986, les Américains ont vu la navette spatiale Challenger quitter la rampe de lancement du Kennedy Space Center en Floride avec à son bord sept astronautes, dont le premier civil ordinaire. Un peu plus d'une minute plus tard, nous avons vu avec horreur sept vies se terminer brusquement dans l'une des catastrophes les plus emblématiques de l'histoire de l'espace. Presque tous les Américains vivants à cette époque se souviennent de l'endroit où ils se trouvaient lorsqu'ils ont appris la nouvelle.

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Points forts

LOS ANGELES, CA (California Network) - L'explosion du Challenger a été instantanément gravée dans la mémoire collective de millions d'Américains par ce matin glacial de janvier. La vision de deux propulseurs à poudre s'élevant de la boule de feu comme les cornes d'un taureau marque le moment où les Américains ont réalisé que les voyages dans l'espace avaient un prix humain.

La mort de l'institutrice Christa McAuliffe, qui a remporté un concours pour devenir le premier citoyen ordinaire à aller dans l'espace, a rendu cette perte particulièrement traumatisante. Les lancements de navettes étaient devenus routiniers, mais son inclusion dans la mission a suscité un regain d'intérêt du public. Pour la première fois depuis longtemps, les chaînes de télévision ont fait irruption dans une programmation régulière pour montrer son voyage dans l'espace, donnant involontairement aux Américains une place au premier rang face au désastre.

Finalement, ce panache a provoqué une explosion dans l'énorme réservoir de carburant principal brun, qui a également fait exploser le Challenger, monté sur le dos. Lorsque la navette s'est brisée, une partie est restée intacte - le compartiment de l'équipage.

Le compartiment de l'équipage protégeait presque certainement l'équipage du choc de l'explosion. En fait, il est peu probable qu'ils aient été grièvement blessés, selon le Dr Joseph P. Kerwin, directeur des sciences de la vie au Johnson Space Center. Son rapport indiquait clairement que l'explosion n'aurait guère affecté l'équipage. En d'autres termes, l'équipage a facilement survécu à l'explosion.

Bien que l'altitude ait pu faire perdre connaissance à l'équipage en quelques secondes, les experts en récupération ont découvert qu'au moins trois des astronautes avaient activé leurs réservoirs d'oxygène d'urgence, ce qui devait être fait manuellement.

Le rapport a conclu que l'équipage était probablement cohérent pendant une grande partie de leur retour sur Terre. Leurs morts ont finalement été causées par un impact avec l'océan, près de trois minutes plus tard.

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Les détails du sort de l'équipage ont été supprimés pendant trois décennies, largement obscurcis par l'incertitude. Le compartiment de l'équipage a été découvert dans une centaine de pieds d'eau après avoir explosé et être tombé d'une altitude de 65 000 pieds, puis s'être écrasé dans la mer. Mais il était relativement intact, donc le calcul sinistre suggère qu'ils n'ont pas été assommés par l'explosion, et qu'il y avait probablement suffisamment de pression d'air pour maintenir la conscience pendant plusieurs secondes, voire plus. Ces détails horribles n'ont pas été largement médiatisés à l'époque.

Les conséquences de la catastrophe ont déclenché un débat national sur la sécurité des vols spatiaux habités. En effet, les responsables de la NASA ont été jugés négligents et ont joué un dangereux jeu de hasard avec le lancement de Challenger. Dans l'ensemble, la nation devait se demander si le prix des vols spatiaux habités en valait la peine. Pourquoi le faisons-nous?

La réponse est simple. Nous ne pouvons pas rester sur place. Nos gènes mêmes expriment la compulsion d'explorer et de chercher de nouveaux horizons.

La réponse retentissante, une fois la plupart des larmes séchées, fut oui, nous devons continuer. L'humanité n'a jamais avancé en reculant devant les dangers inhérents à l'exploration. Le programme spatial habité de la NASA a repris après 18 mois et de nombreux changements plus tard.

En 2003, une autre catastrophe a frappé avec la perte de la navette Columbia. Cette perte a été causée par un gros morceau de mousse isolante qui a rompu le réservoir de carburant externe sous la vibration du lancement et a frappé les tuiles résistantes à la chaleur sur le ventre de Columbia avec la force d'une balle. Le trou résultant a permis au plasma de compromettre l'intégrité structurelle de la navette lors de la rentrée. Sept autres astronautes ont été perdus dans une catastrophe très médiatisée.

Le programme des navettes est maintenant à la retraite depuis longtemps, les véhicules survivants sont des pièces de musée. Le risque qu'ils encouraient était tout simplement trop lourd à supporter, du moins politiquement. La NASA revient maintenant aux fusées, qui devraient être plus simples et plus sûres et commenceront à transporter des humains dans les prochaines années.

La perte de Challenger est en train de s'effacer dans la mémoire lointaine pour la plupart, depuis éclipsée par le 11 septembre et les autres préoccupations de notre époque. Néanmoins, nous ne pouvons pas nous empêcher de voir la date sur le calendrier et de penser à l'endroit où nous étions et à ce que nous faisions lorsque nous avons appris la nouvelle choquante en ce matin glacial de janvier.

Nous savons que nous devons partir, nous ne pouvons pas nous arrêter.

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Contenu

L'étoile de Kansas City a décrit un climat national de "chômage élevé, d'inflation et de taux d'intérêt à deux chiffres [qui ont ajouté] une pression sur les constructeurs pour qu'ils remportent des contrats et achèvent les projets rapidement". [4] Décrit par le journal comme accéléré, la construction a commencé en mai 1978 sur le Hyatt Regency Kansas City de 40 étages. Il y a eu de nombreux retards et contretemps, dont l'effondrement de 2 700 pieds carrés (250 m 2 ) du toit. Le journal a observé que « des structures notables à travers le pays tombaient en panne à un rythme alarmant » parmi les incidents notables, citons l'effondrement du toit de la Kemper Arena en 1979 [4] et l'effondrement du toit du Hartford Civic Center en 1978. L'hôtel a officiellement ouvert ses portes le 1er juillet 1980. [5]

Son hall était une caractéristique déterminante, avec un atrium à plusieurs étages enjambé par des passerelles surélevées suspendues au plafond. Ces traversées en acier, en verre et en béton reliaient les deuxième, troisième et quatrième étages entre les ailes nord et sud. Les passerelles mesuraient environ 120 pieds (37 m) de long [1] [ page nécessaire ] et pesait environ 64 000 livres (29 000 kg). [6] La passerelle du quatrième niveau était directement au-dessus de la passerelle du deuxième niveau.

Environ 1 600 personnes se sont réunies dans l'atrium pour un thé dansant le soir du 17 juillet 1981. [7] La ​​passerelle du deuxième niveau contenait environ 40 personnes vers 19 h 05, plus au troisième et 16 à 20 le quatrième. [1] : 54 Le pont du quatrième étage a été suspendu directement au-dessus du pont du deuxième étage, avec la passerelle du troisième étage décalée de plusieurs mètres des autres. Les invités ont entendu des bruits de claquement quelques instants avant que la passerelle du quatrième étage ne tombe de plusieurs centimètres, s'arrête, puis tombe complètement sur la passerelle du deuxième étage. Les deux passerelles sont ensuite tombées sur le sol du hall. [8]

L'opération de sauvetage a duré 14 heures [9] dirigée par le directeur médical d'urgence de Kansas City, Joseph Waeckerle. [2] Les survivants ont été enterrés sous de l'acier, du béton et du verre que les crics des pompiers ne pouvaient pas déplacer. Les volontaires ont répondu à un appel et ont apporté des crics, des lampes de poche, des compresseurs, des marteaux-piqueurs, des scies à béton et des générateurs d'entreprises de construction et de fournisseurs. [10] Ils ont également apporté des grues et forcé les flèches à travers les fenêtres du hall pour soulever les débris. [11] Le chef adjoint des pompiers, Arnett Williams, a rappelé cette effusion immédiate de la communauté industrielle : « Ils ont dit 'prenez ce que vous voulez'. Je ne sais pas si tous ces gens ont récupéré leur équipement. Mais personne n'a jamais demandé de décompte. et personne n'a jamais soumis de facture." [dix]

Les morts ont été emmenés dans une zone d'exposition au rez-de-chaussée comme morgue de fortune [12] et l'allée et la pelouse de l'hôtel ont été utilisées comme zone de triage. [13] Ceux qui pouvaient marcher ont reçu l'ordre de quitter l'hôtel pour simplifier l'effort de sauvetage et de la morphine a été donnée à ceux qui ont été mortellement blessés. [8] [14] Les sauveteurs devaient souvent démembrer des corps pour atteindre les survivants parmi l'épave. [8] Un chirurgien a dû amputer la jambe écrasée d'une victime avec une tronçonneuse. [15] Les centres de transfusion ont rapidement reçu des files de centaines de donneurs. [16]

L'eau a inondé le hall du système de gicleurs rompu de l'hôtel et a mis les survivants piégés en danger de noyade. La dernière victime sauvée, Mark Williams, a passé plus de neuf heures coincée sous la passerelle inférieure avec les deux jambes disloquées et s'étant presque noyée avant que l'eau ne soit coupée. La visibilité était mauvaise à cause de la poussière et parce que le courant avait été coupé pour éviter les incendies. [11] [17] Un total de 29 personnes ont été sauvées des décombres. [18]

L'étoile de Kansas City embauché l'ingénieur architectural Wayne G. Lischka [4] [19] pour enquêter sur l'effondrement et il a découvert un changement significatif dans la conception originale des passerelles. [16] En quelques jours, un laboratoire de l'Université Lehigh a commencé à tester des poutres en caisson au nom de la source de fabrication d'acier. [4] Le conseil d'administration du Missouri, le procureur général de l'État et le comté de Jackson enquêteraient sur l'effondrement au cours des années suivantes. [16] Un enquêteur du National Bureau of Standards (NBS) a qualifié la culture d'entreprise négligente entourant l'ensemble du projet de construction de Hyatt de « tout le monde voulant s'éloigner de ses responsabilités ». [4] Le rapport final du NBS a cité une surcharge structurelle résultant de défauts de conception où « les passerelles n'avaient qu'une capacité minimale pour résister à leur propre poids ». [1] : 6

Les enquêteurs ont découvert que l'effondrement était le résultat de modifications apportées à la conception des tiges de suspension en acier de la passerelle. Les deux passerelles étaient suspendues à un ensemble de tiges de suspension en acier de 1,25 pouce de diamètre (32 mm), [20] avec la passerelle du deuxième étage suspendue directement sous la passerelle du quatrième étage. La plate-forme de la passerelle du quatrième étage était soutenue par trois poutres transversales suspendues par des tiges d'acier retenues par des écrous. Les poutres transversales étaient des poutres-caissons constituées de bandes de profilés en C de 8 pouces de large (200 mm) soudées ensemble dans le sens de la longueur, avec un espace creux entre elles. La conception originale de Jack D. Gillum and Associates spécifiait trois paires de tiges allant de la passerelle du deuxième étage au plafond, passant à travers les poutres de la passerelle du quatrième étage, avec un écrou au milieu de chaque tirant serré jusqu'à le bas de la passerelle du quatrième étage et un écrou au bas de chaque tirant serré jusqu'au bas de la passerelle du deuxième étage. Même cette conception originale ne supportait que 60 % de la charge minimale requise par les codes du bâtiment de Kansas City. [21]

Havens Steel Company avait fabriqué les tiges et ils ont objecté que toute la tige sous le quatrième étage devrait être filetée afin de visser les écrous pour maintenir la passerelle du quatrième étage en place. Ces fils seraient susceptibles d'être endommagés lors de la mise en place de la structure du quatrième étage. Havens Steel a donc proposé d'utiliser deux jeux de tiges séparés et décalés : le premier jeu suspendant la passerelle du quatrième étage au plafond et le deuxième jeu suspendant la passerelle du deuxième étage de la passerelle du quatrième étage. [22]

Ce changement de conception s'avérerait fatal. Dans la conception originale, les poutres de la passerelle du quatrième étage ne devaient supporter que le poids de la passerelle du quatrième étage, le poids de la passerelle du deuxième étage étant entièrement supporté par les tiges. Dans la conception révisée, cependant, les poutres du quatrième étage supportaient à la fois les passerelles du quatrième et du deuxième étage, mais n'étaient assez solides que pour 30 % de cette charge. [21]

Les graves défauts de la conception révisée ont été aggravés par le fait que les deux conceptions plaçaient les boulons directement à travers un joint soudé reliant deux profilés en C, le point structurel le plus faible des poutres caissons. La conception originale prévoyait que les soudures soient sur les côtés des poutres caissons, plutôt que sur le haut et le bas. Les photographies de l'épave montrent des déformations excessives de la section transversale. [23] Au cours de la rupture, les poutres-caissons se sont fendues le long de la soudure et l'écrou les soutenant a glissé à travers l'espace résultant, ce qui est cohérent avec les rapports selon lesquels la passerelle supérieure est d'abord tombée de plusieurs pouces, après quoi l'écrou n'a été retenu que par la partie supérieure côté des poutres-caissons, puis le côté supérieur des poutres-caissons s'est également rompu, ce qui a entraîné la chute de toute la passerelle. [ citation requise ] Une ordonnance du tribunal a été nécessaire pour récupérer les pièces de la passerelle du stockage pour examen. [24]

Les enquêteurs ont conclu que le problème sous-jacent était un manque de communication appropriée entre Jack D. Gillum and Associates et Havens Steel. En particulier, les dessins préparés par Gillum and Associates n'étaient que des croquis préliminaires, mais Havens Steel les a interprétés comme des dessins finalisés. Gillum and Associates n'a pas examiné en profondeur la conception initiale et l'ingénieur Daniel M. Duncan a accepté le plan proposé par Havens Steel via un appel téléphonique sans effectuer les calculs nécessaires ou visualiser les croquis qui auraient révélé ses graves défauts intrinsèques, en particulier, en doublant la charge sur le quatrième -poutres de plancher. [21] Des rapports et des témoignages judiciaires ont cité une boucle de rétroaction d'hypothèses non vérifiées d'architectes, chacun ayant cru que quelqu'un d'autre avait effectué des calculs et vérifié les armatures, mais sans aucune racine réelle dans la documentation ou les canaux d'examen, les travailleurs sur place avaient négligé de signaler la flexion des poutres. [4]

Jack D. Gillum lui-même réfléchira plus tard que le défaut de conception était si évident que « n'importe quel étudiant en ingénierie de première année pourrait le découvrir », si seulement il avait été vérifié. [4]

Le New York Times a déclaré que les victimes ont rapidement été éclipsées par la préoccupation quotidienne de la communauté face à la catastrophe et son attitude polarisée de recherche de blâme et de « vendetta » qui a rapidement ciblé même les journaux locaux, les juges et les avocats : « rarement l'établissement d'une ville a été aussi déchiré émotionnellement par catastrophe comme celle de Kansas City". Le propriétaire de la Kansas City Star Company a deviné que l'énorme nombre de victimes garantissait que "pratiquement la moitié de la ville était touchée directement ou indirectement par l'horreur de la tragédie". Le journal a créé 16 mois de couverture d'enquête sur la catastrophe, lauréate du prix Pulitzer, la mettant en contradiction avec la communauté de Kansas City en général, y compris la gestion de Hallmark Cards, la société mère du propriétaire de l'hôtel. [16]

Le Conseil des architectes, ingénieurs et arpenteurs-géomètres du Missouri a estimé que les ingénieurs de Jack D. Gillum and Associates qui avaient approuvé les dessins finaux étaient coupables de négligence grave, d'inconduite et de conduite non professionnelle dans la pratique de l'ingénierie. Ils ont été acquittés de tous les crimes dont ils étaient initialement accusés, mais la société a perdu ses licences d'ingénierie dans les États du Missouri, du Kansas et du Texas, ainsi que son adhésion à l'American Society of Civil Engineers. [4] [21] [23]

Dans les mois qui ont suivi la catastrophe, plus de 300 poursuites civiles ont demandé un total cumulé de 3 milliards de dollars. [16] Sur ce montant, au moins 140 millions de dollars (équivalent à 339,9 millions de dollars en 2019) [25] ont en fait été attribués aux victimes et à leurs familles au fil des ans. Un recours collectif demandant des dommages-intérêts punitifs a été remporté contre Crown Center Corporation, qui était le directeur de l'hôtel et une filiale de Hallmark Cards mais qui n'était pas propriétaire de l'immeuble. [26] [27] Ce procès a rapporté 10 millions de dollars, dont 6,5 millions de dollars consacrés à des dons à des œuvres caritatives et civiques, ce que Hallmark a qualifié de "geste de guérison pour aider Kansas City à mettre la tragédie de l'effondrement des passerelles derrière elle". Chacun des quelque 1 600 occupants de l'hôtel de cette nuit-là s'est vu offrir sans condition 1 000 $ US chacun, dont 1 300 ont accepté. Tous les défendeurs, y compris Hallmark Cards, Crown Center Corporation, les architectes, ingénieurs et entrepreneurs de l'hôtel, ont nié toute responsabilité légale, y compris celle des fautes d'ingénierie flagrantes. [16]

Plusieurs sauveteurs ont subi un stress considérable en raison de leur expérience et se sont ensuite appuyés les uns sur les autres dans un groupe de soutien informel. [9] [ échec de la vérification ] L'opérateur Jackhammer "Country" Bill Allman s'est suicidé. [28]

En 1983, les autorités locales ont signalé que la reconstruction de 5 millions de dollars de l'hôtel faisait du bâtiment « probablement le plus sûr du pays ». [16] L'hôtel a été rebaptisé Hyatt Regency Crown Center en 1987, et de nouveau Sheraton Kansas City au Crown Center en 2011. Il a été rénové à plusieurs reprises depuis, bien que le hall conserve la même disposition et le même design.

L'effondrement du Hyatt Regency reste la défaillance structurelle non délibérée la plus meurtrière de l'histoire américaine, et a été l'effondrement structurel le plus meurtrier [3] : 4 aux États-Unis jusqu'à l'effondrement des tours du World Trade Center 20 ans plus tard. Le monde a réagi à l'événement en améliorant la culture et le programme universitaire de l'éthique de l'ingénierie et de la gestion des urgences. En cela, l'événement partage l'héritage de la catastrophe de Bhopal de 1984, la navette spatiale de 1986 Challenger catastrophe et la catastrophe de Tchernobyl en 1986. [4] [29]

La catastrophe est maintenant souvent considérée comme une étude de cas enseignant aux premiers intervenants l'«approche tous risques» dans plusieurs disciplines dans toutes les juridictions, et enseignant aux cours d'éthique du génie universitaire comment la plus petite responsabilité personnelle peut avoir un impact sur les plus grands projets avec les pires résultats possibles. [30] [31]

Des groupes commerciaux tels que l'American Society of Civil Engineers ont publié des enquêtes, amélioré les normes d'examen par les pairs, parrainé des séminaires et créé des manuels commerciaux pour l'amélioration des normes professionnelles et de la confiance du public. La Kansas City Codes Administration est devenue son propre département, doublant son personnel et consacrant un ingénieur unique à tous les aspects de chaque bâtiment examiné. [4] La politique et le gouvernement de Kansas City auraient été colorés pendant des années par des enquêtes contre la corruption. [16] L'étoile de Kansas City et sa publication associée le Temps de Kansas City a remporté un prix Pulitzer en 1982 pour leurs 16 mois de couverture d'enquête sur l'effondrement. [32] En 1983, le désastre a été cité dans l'argument contre la tentative de l'administration Reagan d'éliminer une agence du National Bureau of Standards. [16]

Un mémorial a été consacré par la Skywalk Memorial Foundation, une organisation à but non lucratif créée pour les victimes de l'effondrement du Hyatt, le 12 novembre 2015, à Hospital Hill Park, en face de l'hôtel. [33] [34] Il comprenait un don de 25 000 $ de Hallmark Cards. [24]

Jack D. Gillum (1928-2012), [35] le propriétaire de la société d'ingénierie et un ingénieur de dossier pour le projet Hyatt, a parfois donné des conférences lors de conférences d'ingénierie pendant des années après la tragédie. Revendiquant l'entière responsabilité et troublé par ses souvenirs « 365 jours par an », il a déclaré vouloir « leur faire peur » dans l'espoir d'éviter de futures erreurs. [4]


La vérité derrière la catastrophe de Challenger, à quel point la météo était à blâmer

Lundi 28 janvier 2019, 10 h 30 - Il y a trente-trois ans, le temps le plus froid et le plus venteux jamais enregistré lors d'un lancement dans le centre de la Floride a contribué à l'une des pires catastrophes spatiales de l'histoire. Voici comment.

Publié à l'origine le 28 janvier 2016, cet article a été mis à jour.

Le mardi matin glacial du 28 janvier 1986, sept astronautes américains sont montés à bord de la navette spatiale Challenger, prêt pour un lancement à 11 h 37 HE en orbite terrestre pour un séjour de six jours dans l'espace.

À peine 73 secondes après le décollage, à 11 h 38 HNE, leur mission s'est tragiquement terminée, lorsque la navette s'est brisée et s'est écrasée sur Terre. Francis Scobee, Michael Smith, Ellison Onizuka, Judith Resnik, Ronald McNair, Gregory Jarvis et Christa McAuliffe ont été tués dans l'accident.

Beaucoup de choses peuvent mal se passer lors d'un lancement spatial.

Des milliers de pièces entrent dans la construction d'un véhicule spatial, et même une panne mineure peut devenir très grave compte tenu des contraintes exercées sur ces véhicules lorsqu'ils montent vers l'espace ou redescendent sur Terre. Un refrain commun entendu lorsque quelque chose ne va pas est « l'espace est dur ».


Challenger assis sur la rampe de lancement brumeuse pour son tout premier vol dans l'espace, en avril 1983. Crédit : NASA

Alors, que s'est-il passé avec le Challenger catastrophe qui a coûté la vie à sept personnes et bloqué le programme de navette pendant plus de deux ans et demi ?

Le problème technique découvert au cours de l'enquête sur l'accident s'est avéré être une partie spécifique de la navette - un joint torique en caoutchouc près de la base de l'un des deux propulseurs de fusée à poudre. Ces joints toriques servent à sceller les joints de champ entre les sections du booster, et ils sont destinés à se dilater et à se contracter rapidement, à mesure que les sections du booster fléchissent et se déplacent sous les contraintes du lancement, pour empêcher les gaz d'échappement chauds de s'échapper à travers ces articulations.


Un schéma du propulseur à poudre utilisé par Challenger. Le « joint de champ » le plus proche de la buse est l'emplacement du joint torique qui a échoué lors du lancement. Crédit : NASA

Bien que ces joints toriques aient fonctionné sans incident pour 24 lancements de navette avant celui-ci, il y avait un défaut inhérent dans leur conception qui a fortement contribué à la perte de Challenger: ils n'étaient pas classés pour des opérations en dessous de 4°C.

RECORD À FROID LANCEMENT MATIN

Lors du lancement avant Challengerle décollage fatidique, à peine deux semaines plus tôt, lorsque la navette spatiale Colombie a volé dans l'espace tôt le matin du 12 janvier, les températures à Cap Canaveral étaient d'environ 13°C.

Le matin du 28 janvier, cependant, le mercure avait plongé sous le point de congélation dans le centre de la Floride, dans le cadre d'une vague de froid qui avait enveloppé certaines parties du sud-est des États-Unis ce jour-là. Au nord, Atlanta, GA a eu un minimum nocturne de près de -14°C, tandis que Montgomery, AL, a eu un minimum de -9°C.

Pour plusieurs communautés de la région de Cap Canaveral, elles ont connu leur matin du 28 janvier le plus froid jamais enregistré, et la journée conserve ce record même maintenant.


Records de température de la NOAA, pour le matin du 28 janvier 1986. Crédit : NOAA NCDC

Ces températures froides record ont causé un important givrage de Challengerla tour de lancement de , comme le montrent les images ci-dessous :


De longs glaçons pendent de la tour de lancement de Challenger.
Crédit : NASA


Ce composant était presque complètement gelé.
Crédit : NASA

Cependant, la glace sur la tour de lancement n'est pas nécessairement un problème pour un lancement. Le lancement étant retardé pour permettre aux températures de se réchauffer avec le lever du soleil, ils ont réussi à dépasser le point de congélation à 11 h 37, heure de lancement, bien qu'à environ 2 ° C au-dessus, et les équipes au sol ont pu résoudre tout problème direct lié à l'accumulation de glace.

Cependant, c'est précisément l'effet du froid sur le joint torique du propulseur à poudre de droite - celui qui était encore dans l'ombre au lever du soleil et qui n'a donc pas bénéficié de la lumière directe du soleil pour se réchauffer avant le lancement - qui était le problème.

Selon l'enquête sur l'accident, « [un] joint torique chaud qui a été comprimé reprendra sa forme d'origine beaucoup plus rapidement qu'un joint torique froid lorsque la compression est relâchée » et « [un] joint torique comprimé à 75 degrés Fahrenheit est cinq fois plus réactif pour retrouver sa forme non compressée qu'un joint torique froid à 30 degrés Fahrenheit." Pour référence, 75°F = 23,9°C, tandis que 30°F = -1,1°C.

Ainsi, le froid qui s'est infiltré dans les joints toriques pendant cette nuit froide les a fait se raidir et devenir moins réactifs, et donc moins capables de faire le travail pour lequel ils ont été conçus.

Lorsque Challenger soulevé de la plaquette et s'est élevé dans le ciel, le joint torique froid n'a pas été en mesure de répondre assez rapidement aux contraintes exercées sur le propulseur à poudre de droite. Cela a ouvert des espaces entre les deux parties, permettant aux gaz d'échappement chauds de s'échapper. Normalement, ces gaz chauds provoqueront en fait l'expansion des joints toriques, formant un joint plus étanche et limitant ainsi tout danger. Dans ce cas, cependant, le temps froid a ralenti ce processus, permettant à davantage de gaz de s'échapper par le joint, pendant une période plus longue, ce qui a vaporisé une grande partie du joint torique au cours du processus.


Ce morceau récupéré du booster montre le caoutchouc fondu du joint torique. Crédit : NASA


Cette vue montre le trou que l'échappement de la fusée a brûlé à travers le booster. Crédit : NASA

Si cela avait été le seul problème rencontré par la navette, il est très probable qu'elle se serait quand même rendue dans l'espace en toute sécurité et aurait même terminé sa mission. En effet, selon le rapport de la NASA, les sous-produits mêmes de la combustion du carburant de fusée et du joint torique en vaporisation se sont combinés pour former un joint raisonnablement solide entre les deux sections d'appoint solides, arrêtant ainsi la fuite.

Donc si Challenger n'avait rencontré aucune autre complication, la mission de navette STS-51-L serait probablement entrée dans l'histoire aussi simplement STS-51, et cela aurait été un autre voyage réussi dans l'espace et le retour pour la NASA. La seule indication qu'ils auraient eue que quelque chose s'était mal passé était quand ils ont récupéré le booster de son amerrissage et ont vu les dommages causés au joint torique.

PAS SEULEMENT FROID, MAIS TURBULENT

Malheureusement, le joint torique froid n'était pas la seule complication que le temps a rencontrée lors de cette mission de navette particulière.

À 37 secondes après le décollage, Challenger a commencé à traverser une série d'événements de cisaillement du vent - différentes couches de l'atmosphère le long de sa trajectoire de lancement où les vents ont changé de direction et/ou de vitesse, très soudainement et de façon spectaculaire, entre ces couches.

Un ballon météo lancé quelques heures avant le décollage a révélé des vents forts en altitude, mais n'a indiqué aucun cisaillement ou turbulence particulièrement fort. Les rapports de l'époque indiquent que les pilotes effectuant des vols d'essai dans la région ont subi un certain cisaillement du vent, mais il a été dit que cela se situait dans des limites acceptables. Ainsi, la météo en altitude et les rapports des pilotes ont autorisé les contrôleurs à procéder au lancement.

Au moment du lancement, cependant, les conditions s'étaient apparemment considérablement dégradées.

Dans une étude publiée dans le Bulletin of the American Meteorological Society en octobre 1986, dirigée par des scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA, les chercheurs ont effectué un examen détaillé des conditions météorologiques au-dessus du sud-est des États-Unis pour le matin du 28 janvier. Ils ont trouvé que deux "jets striés" différents - de forts courants de vent, haut dans l'air, qui sont intégrés dans le flux du courant-jet - se chevauchaient l'un sur l'autre au-dessus du centre-nord de la Floride, au moment de la Challenger lancement. L'un de ces jets, le « jet de front polaire » ou PFJ, soufflait d'une direction nord-ouest, tandis que l'autre, le « jet subtropical » ou STJ, s'accélérait au-dessus de la région, au-dessus du PFJ, depuis l'ouest- sud-ouest. Les simulations effectuées à l'époque ont montré que Challenger aurait traversé plusieurs couches de cisaillement de vent modéré à fort, qui « avaient un potentiel de turbulence en air clair dans le centre-nord de la Floride au moment du lancement ».

Pendant 27 secondes entières, la navette a plongé dans cette turbulence, l'ordinateur de vol réagissant exactement comme il aurait dû le faire pour la situation, apportant les corrections nécessaires pour maintenir Challenger Sur course. Comme l'a noté le rapport de la NASA, cependant, "[l]e cisaillement du vent a rendu le système de direction plus actif que sur n'importe quel vol précédent".

Cette situation malheureuse a mis encore plus de pression sur le propulseur à propergol solide déjà compromis. Vers la fin de la séquence de manœuvres de la navette, un panache de flammes est devenu perceptible par les observateurs au sol, car ces contraintes supplémentaires ont brisé le sceau de la fusée d'appoint droite et permis aux gaz d'échappement de s'échapper par le joint, encore une fois.


Les vues de la caméra de suivi du site de lancement montrent l'émergence du panache d'échappement du propulseur à propergol solide droit de Challenger. Crédit : NASA

Au moment où la navette a dégagé le cisaillement du vent, à peine 64 secondes après le lancement, le panache s'était agrandi au fur et à mesure qu'il brûlait à travers la couture, puis commençait à brûler un trou dans le réservoir de carburant extérieur. Une fois la brèche franchie, le réservoir de carburant extérieur a commencé à fuir de l'hydrogène, ce qui a entraîné une fuite supplémentaire de la fumée de la navette.

Tout cela étant passé inaperçu par l'équipage de bord et les contrôleurs de vol, lorsque l'ordre a été donné d'accélérer pour le reste du voyage en orbite, les contraintes sur le vaisseau spatial - en raison à la fois du froid et du vent cisaillement - s'est avéré être trop. Le propulseur de fusée à poudre endommagé et le réservoir de carburant percé sont tombés en panne, enflammant le carburant à l'hydrogène dans le réservoir.

Sans la poussée appropriée, Challenger a dévié de sa trajectoire, rencontrant des contraintes de vent dues au flux d'air environ quatre fois supérieures à celles pour lesquelles il avait été conçu. Le véhicule a ensuite été déchiré et s'est écrasé sur Terre.


La navette spatiale Challenger se brise, à 11 h 38 HNE, le 28 janvier 1986. Crédit : NASA

Alors que les mesures de sécurité pour les vols spatiaux se sont améliorées depuis, au lendemain de ce tragique accident, et même maintenant, 33 ans plus tard, la météo reste toujours une influence majeure sur le calendrier de lancement de la NASA et des autres agences spatiales, tant publiques que privées.

Challenger est l'exemple de l'extrême gravité des choses avec une mauvaise combinaison de conditions, et de la raison pour laquelle les équipes de contrôle de lancement sont extrêmement prudentes lorsqu'il s'agit d'éviter des conditions météorologiques défavorables.


L'accident de la navette spatiale Challenger

Le ciel était dégagé et le soleil brillait par la froide matinée glaciale du 28 janvier 1986. Le Centre spatial Kennedy en Floride était occupé à préparer le lancement de la 25e navette spatiale dans l'espace. Mission 51-L, le 10e vol de l'Orbiter Challenger. Ce fut l'un des lancements les plus médiatisés car c'était la première fois qu'un civil, un enseignant, se rendait dans l'espace. Le lancement de Challenger avait été retardé cinq fois en raison du mauvais temps, le 28 janvier était le jour le plus froid que la NASA ait jamais lancé une navette. Le moment était venu, à 11 h 38, heure normale de l'Est, Challenger quittait le Pad 39B à Kennedy. Après soixante-treize secondes de vol, l'Orbiter Challenger a explosé, tuant les sept membres de son équipage. Challenger a explosé 73 secondes après le lancement, mais que s'est-il réellement passé au lancement ? Qu'est-ce qui a causé mécaniquement l'explosion ?

La température au niveau du sol au Pad 39B était de 36 ° F, soit 15 ° F de moins que tout autre lancement précédent de la NASA. Le Solid Rocket Boosters (SRB) a été allumé et le bruit de tonnerre a commencé. À 0,68 seconde après l'allumage, la bande vidéo montrait de la fumée noire s'échappant du joint de champ arrière (inférieur) du SRB droit. Le joint de champ arrière est la partie inférieure du SRB. La fumée noire suggérait que la graisse, l'isolation des joints et les joints toriques en caoutchouc étaient brûlés. La fumée a continué à provenir du joint de champ arrière faisant face au réservoir extérieur, sur des cycles de 3 bouffées de fumée par seconde. La dernière bouffée de fumée a été vue à 2,7 secondes. La fumée noire indiquait que le joint de champ arrière ne scellait pas correctement. Plus tard en vol, des flashs ont été observés sur Challenger. Trois flashs lumineux ont traversé les ailes du challenger, 45 secondes après le décollage. Chacun des trois flashs n'a duré que 1/13 de seconde. Comme ces flashs avaient été vus sur d'autres missions de la navette et n'étaient pas considérés comme des problèmes. Ces éclairs brillants n'avaient aucun rapport avec la flamme qui a été vue plus tard en vol.

La première preuve de fumée

À 58,8 secondes de vol sur film amélioré, une flamme a été vue venant du SRB droit. La flamme provenait du joint central arrière et arrière, à 305° autour de la circonférence du SRB. La flamme brûlait du gaz qui s'échappait du SRB. Une fraction de seconde plus tard, à 59,3 secondes, la flamme était bien définie et pouvait être vue sans film amélioré. Au fur et à mesure que la flamme augmentait de taille, la flamme avait commencé à pousser contre le réservoir externe par l'air précipité autour de l'orbiteur. Le SRB est attaché au réservoir externe par une série d'entretoises le long du côté du réservoir externe. L'une de ces entretoises est située à 310° de la circonférence du SRB. La flamme en grandissant a poussé contre cette entretoise, avec une chaleur intense de 5600°F, la rendant chaude et faible.

La première vue que la flamme frappait le réservoir externe était à 64,7 secondes, lorsque la couleur de la flamme a changé. Le changement de couleur indiquait que la couleur de la flamme était produite par le mélange avec une autre substance. Cette autre substance était de l'hydrogène liquide qui est stocké dans le réservoir externe. Le réservoir externe stocke l'hydrogène et l'oxygène dans deux réservoirs. Le réservoir supérieur contenant de l'oxygène et le fond contenant de l'hydrogène. Les changements de pression du réservoir d'hydrogène ont confirmé qu'il y avait une fuite. Quarante-cinq millisecondes après le changement de couleur, une petite lumière rougeoyante s'est développée entre le réservoir externe et les carreaux noirs du Challenger.

La lueur de la flamme du SRB

À partir de 72 secondes, il y a eu une chaîne d'événements très soudaine qui a détruit Challenger et les sept membres d'équipage à bord. Tous ces événements se sont produits en moins de deux secondes. À ce moment-là, la jambe de force inférieure, reliant le SRB droit au réservoir externe, était extrêmement chaude et très faible. Avec la force donnée par le SRB, la jambe de force inférieure s'est détachée à la fois du SRB droit et du réservoir externe. Permettre au SRB droit de tourner librement autour des montants supérieurs. Le SRB était hors de contrôle, le bas du SRB a basculé, frappant, brûlant et cabossé l'aile des Challengers. À 73,12 secondes de vol, une vapeur blanche a été observée depuis le coin inférieur du SRB droit. Le réservoir externe était faible en raison de la chaleur intense donnée par la flamme. La structure du dôme sous le réservoir externe s'est rompue et est tombée. Le réservoir d'hydrogène à l'intérieur du réservoir externe s'est rompu et a libéré le contenu d'hydrogène liquide. Avec l'absence soudaine d'hydrogène, une force extrême a projeté le réservoir d'hydrogène vers l'avant dans le réservoir d'oxygène, qui a également éclaté.

Un schéma des réservoirs de carburant.

Lorsque les deux réservoirs intermédiaires sont entrés en collision, le haut du SRB droit à l'extérieur a heurté le haut du réservoir externe et a également cassé le réservoir d'oxygène. La vapeur blanche observée était le mélange d'hydrogène et d'oxygène. A 73,14 secondes, toutes les structures ont échoué.Quelques millisecondes seulement après que la vapeur blanche ait été vue depuis le SRB droit, la lueur s'était transformée en boule de feu dans une énorme explosion. L'explosion principale était l'hydrogène et l'oxygène provenant du réservoir externe. Challenger se déplaçait à une vitesse de Mach 1,92, à une hauteur de 46 000 pieds, lorsqu'il a explosé. La dernière transmission enregistrée de Challenger était à 73,62 secondes après le lancement, quand elle s'est vraiment effondrée.

Juste avant que Challenger n'explose, il a été englouti dans un nuage de fumée, qui s'est agrandi après l'explosion. Sous la fumée grise de l'explosion, une fumée rouge se répandait. Cette fumée rouge était le système de contrôle de réaction qui brûlait de l'épave de Challenger. Des débris de Challenger ont été vus tomber et se précipiter vers l'océan. Les deux SRB ont volé dans des directions opposées hors de la boule de feu et du nuage. Les explosifs sur le SRB ont explosé par le commandant de la sécurité de l'US Air Force, 110,25 secondes après le lancement. (36,6 secondes après l'explosion.) Les SRB ont des parachutes dans le cône supérieur afin qu'ils puissent revenir lentement au sol lors d'un lancement normal. Les parachutes du SRB explosé s'étaient détachés et flottaient jusqu'au sol. Le public qui regardait pensait que l'équipage s'était échappé de la navette en utilisant leur système d'évacuation. Ce que les surveillants ne savaient pas, c'est qu'il n'y avait aucun système d'évacuation sur aucune des navettes. On peut voir le SRB s'éloigner du gouffre de fumée causé par l'explosion du challenger.

Immédiatement après l'explosion, les SRB s'envolent.

Le joint de champ arrière droit était le principal suspect à l'origine de l'accident, car la fumée après l'allumage et la flamme pendant le vol provenaient de la région du joint de champ arrière.

Les Solid Rocket Booster’ sont composés de quatre segments principaux. Ils sont réunis par un joint Tang et Chape. Chaque segment a une Tang en bas et une Chape en haut. Le Chape a une forme comme un “U”, tandis que le Tang a une forme de ligne droite. Le Tang s'adapterait en glissant sur les côtés du “U” de la chape. Le segment arrière moyen se connecte au segment arrière avec la buse. Le joint qui relie ces deux segments ensemble est appelé le joint de champ arrière. C'est le joint qui a échoué sur le Right Solid Rocket Booster. Le joint est scellé par deux joints toriques en caoutchouc, d'un diamètre de 0,280 pouce (+ 0,005, -0,003). Le joint est utilisé pour empêcher les gaz de l'intérieur du SRB de s'échapper. Le joint avait échoué, car la flamme vue pendant le vol était du gaz en train de brûler.

L'articulation Tang et Chape.

Il y a eu quelques causes qui ont pu conduire à une défaillance du joint d'étanchéité. Ces causes sont :

  • Dommages au montage/ Contamination Le joint d'étanchéité peut avoir été endommagé ou contaminé pendant le montage du SRB.
  • Ouverture de l'espace L'espace entre les joints s'ouvre lorsque les pressions sont appliquées.
  • Compression du joint torique Cela dépend de la largeur de l'espace.
  • Température du joint La température a des effets sur la capacité d'étanchéité du joint torique.
  • Performance du mastic Le mastic, le chromate de zinc est appliqué avant l'assemblage à l'intérieur du joint pour empêcher les gaz d'atteindre les joints toriques.

Le montage du SRB aurait pu endommager le joint d'étanchéité. Les segments du SRB sont transportés horizontalement vers l'usine de montage. Chaque segment est lourd et donc avec son poids, change la forme du segment donc il n'est pas parfaitement rond. La forme irrégulière des segments peut être déformée et stressée par les missions précédentes, et/ou les effets de la manipulation. Lors de l'assemblage, le segment arrière est abaissé verticalement, la soie glissant dans la chape de l'articulation précédente. En raison des distorsions, les dimensions des segments peuvent avoir changé. La mission 51-L, était l'une des missions où les dimensions avaient changé. Même pendant le processus d'assemblage du SRB, les dimensions des segments continuent de changer, avec le poids appliqué à chacun des segments. Comme indiqué, la forme et les dimensions changent, donc à l'usine d'assemblage, pour que les segments s'ajustent plus facilement, la forme de la soie est modifiée avec un outil spécial. L'important lors de l'assemblage est de savoir si les diamètres des deux segments sont les mêmes. Si la différence de diamètre est trop importante, les côtés de la soie et de la chape sont plats l'un contre l'autre. Lorsque cela se produit, l'intérieur du joint ne peut pas être vu pour accéder si le joint est bon. Lorsque la différence de diamètres est faible, alors la soie est inclinée contre la chape mais, l'inclinaison permet toujours à l'assemblage du SRB de continuer. Une autre chose qu'ils recherchent lors de l'assemblage est l'alignement des centres des segments. Une différence de +0,25 pouces est autorisée pour les segments mal alignés. Si la différence est supérieure à +0,25 alors il y a un risque de contamination. Lorsque la soie et la chape s'emboîtent et que les centres sont décalés, il y a alors un contact métal contre métal. Des éclats de métal peuvent s'écailler et atterrir sur le joint torique. Les segments métalliques peuvent également frotter contre les joints toriques et les abîmer. Il y a eu des tests qui montrent que les contaminants d'une taille de 0,001 et 0,003 pouces dans le joint ont en fait passé un test de fuite. Ainsi, il existe toujours une possibilité qu'une contamination se soit effectivement produite sur le SRB de la mission 51-L.

À l'intérieur de la soie et de la chape, il y a un espace qui doit être scellé. Ce sont les joints toriques qui scellent cet espace. La taille de l'espace change à mesure que la pression des gaz à l'intérieur du SRB change. L'écart s'agrandit lorsque la pression augmente. Le changement d'ouverture d'écart est appelé ouverture d'écart Delta. Il y a deux joints toriques, les joints toriques primaire et secondaire. L'espace au niveau de chaque joint torique dans le joint de champ arrière est différent, l'espace au niveau du joint torique principal est d'environ 0,029 pouces et celui du secondaire est d'environ 0,017 pouces. Pendant le lancement, le joint torique doit se déplacer pour sceller l'ouverture de l'écart delta et revenir à son état approprié.

La pression de gaz formée par la combustion à l'intérieur du SRB contribue également à l'étanchéité du joint torique. Ce processus de scellement est appelé actionnement par pression du joint torique. Lorsque le gaz se dirige vers le joint torique, le gaz rencontre un côté du joint torique et pousse le joint torique de tous les côtés possibles dans l'espace, aidant ainsi à sceller le joint. La pression est nécessaire dans les toutes premières étapes de l'allumage SRB. Pour que l'actionnement par pression du joint torique fonctionne parfaitement, la pression du gaz doit être derrière le joint torique lorsqu'il est dans sa rainure. La pression peut faire le tour d'un côté complet. Lorsque l'écart est trop grand pour le joint torique, le gaz passera, soufflera par le joint torique et cela ne scellera pas le joint. Le gaz peut souffler par le joint torique lorsque la rainure dans laquelle se trouve le joint torique est trop étroite. Dans ce cas, le joint torique est écrasé dans la rainure avec tous les côtés du joint torique à plat contre les côtés de la rainure. Le gaz ne pourrait pas aider à sceller le joint. En cas de soufflage, le gaz fuit et les joints toriques sont endommagés ou même détruits. La température a également été impliquée dans la défaillance du joint d'étanchéité. Le matin froid du lancement, les joints les plus froids étaient les joints de champ arrière du SRB droit. La température approximative du joint de champ arrière sur le SRB droit était de 28°± 5°F. La température du côté opposé, SRB gauche, était d'environ 50 °F. Les joints toriques ont deux effets à basse température. L'un des effets des basses températures sur les joints toriques est qu'ils ne scellent pas correctement. Lorsque les joints toriques sont froids, ils sont très rigides et ne bougent pas aussi vite qu'ils le devraient. Des tests ont été effectués pour voir à quelle vitesse les joints toriques scellent à différentes températures. À 75 °F, les joints toriques se scellent en 530 millisecondes. De l'autre côté de l'échelle, un joint torique à 20 °F prend 1,9 seconde pour sceller. C'est ce décalage horaire qui aurait pu mettre un terme à la mission 51-L. Sur dix missions précédentes de navettes, huit d'entre elles avaient des joints toriques endommagés dans le SRB. Les deux missions qui n'avaient pas endommagé les joints toriques provenaient de lancements à chaud. Les joints des SRB avaient une température de 81°F et 79°F. Cette découverte pourrait être montrée que la température est un grand contributeur aux effets des dommages des joints toriques. Le deuxième effet du froid est la formation de glace. De la glace peut se former dans les joints et endommager les joints toriques, ce qui entraînera une défaillance du joint d'étanchéité. De la glace dans les rainures des joints toriques les délogerait et ne les laisserait pas sceller le joint. Autour du Pad 39B, il y avait beaucoup de preuves de formation de glace. Toute la tour était couverte de glaçons. Challenger, les SRB et le réservoir externe étaient sur le Pad depuis un total de 38 jours. À l'intérieur, il y avait eu 7 pouces de pluie. Il y avait une grande chance que de l'eau soit entrée dans les joints des SRB et endommage certains des joints toriques.

La performance du mastic est une autre cause possible de la défaillance du joint d'étanchéité. Du mastic, du chromate de zinc est placé à l'intérieur des joints avant l'assemblage. Il est là pour empêcher la chaleur des gaz de combustion d'atteindre les joints toriques. Le mastic est également forcé entre l'espace de la soie et de la chape, pour s'assurer que le joint est étanche. Le chromate de zinc peut affecter le joint de plusieurs manières, l'une, le mastic peut affecter la quantité de pression qui est envoyée au joint torique pour l'actionnement du joint torique. Les gaz chauds peuvent faire des trous dans le mastic, laissant ainsi le gaz traverser les joints toriques, ce qui pourrait causer des dommages. Le passage du gaz au joint torique pourrait réduire le temps nécessaire à l'actionnement du joint torique. Deuxièmement, le mastic se déplace par la pression du gaz et pourrait aller jusqu'aux joints toriques. Le mastic pourrait être soufflé dans les rainures des joints toriques et empêcher les joints toriques de sceller correctement le joint.

Pour la plupart des causes de défaillance du joint d'étanchéité, il a été supposé que les segments restent parfaitement ronds lors du lancement. Lorsqu'une navette est lancée, les SRB sont en fait soumis à une grande force. Pour le lancement final de Challenger, les SRB ont été boulonnés à la plaquette pendant 6,6 secondes après l'allumage. Les grandes forces se plient et tendent les SRB vers l'avant. Les segments circulaires sont transformés en une forme elliptique. Le côté le plus plat de l'elliptique se trouve sur la distance la plus courte entre 045° et 315° du SRB droit. La flexion et la déformation se produisent par cycles de trois par seconde. Au lancement, lorsque les SRB ont été allumés, il y avait des bouffées de fumée provenant du même endroit, également à trois bouffées par seconde. Il y a d'autres changements avec les forces appliquées aux SRB. Les joints de tenon et de chape changent de forme et donc l'ouverture de l'espace devient plus grande, ainsi les joints toriques ont un espace plus grand à sceller. Si le joint torique ne suit pas l'ouverture de l'espace, le joint échoue.

D'après les informations ci-dessus, la cause de l'explosion était la défaillance du joint d'étanchéité arrière du SRB droit, très probablement en raison de la température extrêmement froide du matin du 28 janvier 1986. Sur les deux SRB qui ont été utilisés, celui qui était en le froid extrême a été celui qui a échoué. Les joints toriques lorsqu'ils sont froids ne bougent pas aussi rapidement que ceux qui sont chauds. Par conséquent, si les joints toriques étaient presque gelés pendant l'allumage, les gaz brûlaient les joints toriques et produisaient de la fumée noire. Challenger a quitté la rampe de lancement et s'est dirigé vers l'espace. Pendant le vol, les joints toriques ont continué à ne pas sceller le joint et les gaz ont fui par le joint de champ arrière. La flamme s'est agrandie et a ensuite fait exploser Challenger. Le 28 janvier 1986 était le jour où sept astronautes américains sont morts lorsque leur navette a explosé 73 secondes après le lancement. C'était le jour le plus froid de l'histoire où une navette a été lancée. La cause de l'accident était due au mauvais temps et à la défaillance du joint d'étanchéité arrière du Solid Rocket Booster droit. Ce tragique accident restera à jamais gravé dans les mémoires du programme spatial.

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Bibliographie

Lewis, Richard, Challenger : Le dernier voyage, New York, Columbia University Press, 1988.

Shayler, David, Shuttle Challenger, New York, Prentice Hall Press, 1987. Rapport de la Commission présidentielle sur l'accident de la navette spatiale Challenger, Washington D.C., La Commission, 1986.

Nouveau dictionnaire universel non abrégé de Webster, New Jersey, Dilithium Press, Ltd., 1989.


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