Apollo 13-uheldet kramede rumfartøjet og tog de to vigtigste iltbeholdere i servicemodulet ud. Men at have for meget kuldioxid (CO2) blev hurtigt et problem.
Lunar Module, der blev brugt som en redningsbåd for besætningen, havde lithiumhydroxidbeholdere til at fjerne CO2 for to mænd i to dage, men om bord var tre mænd, der forsøgte at overleve i LM redningsbåd i fire dage. Efter halvanden dag i LM begyndte CO2-niveauer at true astronauternes liv og ringede alarmer. CO2 kom fra astronauternes egne udåndinger.
NASA-ingeniøren Jerry Woodfill hjalp med at designe og overvåge Apollos forsigtigheds- og advarselssystemer. Et af de systemer, som landerens advarselssystem overvågede, var miljøkontrol.
Ligesom kulilte kan kuldioxid være en 'stille dræber' - det kan ikke opdages af de menneskelige sanser, og det kan hurtigt overvinde en person. Tidligt i deres arbejde med at vurdere advarselssystemet for miljøstyringssystemet indså Woodfill og hans medarbejdere betydningen af en CO2-sensor.
”Tilstedeværelsen af den potentielt dødelige gas kan kun detekteres af en ting - en instrumenteringsomformer,” fortæller Woodfill til Space Magazine. ”Jeg havde en foruroligende tanke, 'Hvis det ikke fungerer, ville ingen være opmærksom på, at besætningen kvæler af deres eget åndedrag.'”
Sensorens job var simpelthen at konvertere indholdet af kuldioxid til en elektrisk spænding, et signal, der transmitteres til alle, både jordkontrolenhederne og kabinen.
”Mit system havde to kategorier af alarmer, den ene, et gult lys for forsigtighed, når astronauten kunne påberåbe sig en sikkerhedskopieringsplan for at undgå en katastrofal begivenhed, og den anden en gult advarselsindikation for forestående livstruende fiasko,” forklarede Woodfill. ”Da CO2-indholdet ombord stiger langsomt, tjente alarmsystemet simpelthen til at rådgive og advare besætningen om at skifte filtre. Vi har indstillet tærsklen eller "trip-level" for alarmsystemets elektronik for at gøre det. "
Og kort efter eksplosionen af Apollo 13's iltbeholder bestemte vurderingen af livbærende systemer, at systemet til fjernelse af kuldioxid (CO2) i månemodulet ikke gjorde det. Systemer i både kommando- og månemodulerne anvendte dåser fyldt med lithiumhydroxid til at absorbere CO2. Desværre kunne de rigelige dåser i det krøllede kommandomodul ikke bruges i LM, som var designet til to mænd i to dage, men om bord var tre mænd, der forsøgte at overleve i LM-redningsbåden i fire dage: CM havde firkantede dåser mens LM havde runde.
Som det så detaljeret blev beskrevet af Jim Lovell i hans bog "Lost Moon" og efterfølgende portrætteret i filmen "Apollo 13", konstruerede en gruppe ingeniører ledet af Ed Smylie, der udviklede og testede livsstøttesystemer til NASA, en duct-taped-jury-rigget CO2-filter, der kun anvendte det, der var ombord på rumfartøjet til at konvertere de rigelige firkantede filtre til at arbejde i det runde LM-system. (Du kan læse detaljerne om systemet og dets udvikling i vores tidligere "13 Things" -serie.)
Naturligvis havde historien en lykkelig afslutning. Apollo 13-vurderingsudstyret rapporterede, at Mission Control gav besætningen yderligere instruktioner om at montere yderligere patroner, når det var nødvendigt, og kuldioxidets deltryk forblev under 2 mm Hg for den resterende del af Jorden-returrejsen.
Men historien om Jerry Woodfill og CO2-sensoren kan også tjene som inspiration for alle, der føler sig skuffede i deres karriere, især inden for STEM (videnskab, teknologi, teknik og matematik), hvor de føler, at det, du laver, ikke rigtig stof.
”Jeg tror, at næsten alle, der kom til NASA, ønskede at være en astronaut eller en flyvedirektør, og jeg følte altid, at min karriere blev formindsket af det faktum, at jeg ikke var en flyveleder eller astronaut eller endda en vejlednings- og navigationsingeniør,” Woodfill sagde. ”Jeg var det, der blev kaldt en instrumenteringsingeniør. Andre havde sagt, at dette er den slags job, der var overflødig. ”
Woodfill arbejdede på rumfartøjets metalpaneler, der indeholdt kontakter og målere. ”Sandsynligvis synes en maskiningeniør måske ikke et sådant job spændende,” sagde han, ”og for at tænke, havde jeg engang studeret feltteori, kvanteelektronik og andre hårde discipliner som en kandidat til elektrisk ingeniørfag.”
Senere, for at tilføje modløsheden, var en samtale med en anden ingeniør. ”Hans kommentar var,” Ingen ønsker at være instrumenteringsingeniør, ”huskede Woodfill,” troede det var en blindgyde, bedst undgås, hvis man vil blive forfremmet. Det så ud til, at instrumentering blev betragtet som en slags 'menial servant', hvis lave job var at betjene slutbrugere som radar, kommunikation, elektrisk strøm, selv vejledende computere. Faktisk kunne brugerne lige så let integrere instrumentering i deres enheder. Derefter ville der ikke være behov for en autonom gruppe af instrumenterings fyre. ”
Men efter nogle ændringer i ledelse og arbejdsstyrke blev Woodfill den førende kommandomodul for forsigtigheds- og advarselsprojektingeniør samt Lunar Lander forsigtigheds- og advarselsleder - et job, som han troede ingen andre virkelig ville have.
Men han påtog sig jobbet med gusto.
”Jeg besøgte med et dusin eller flere ledere af genstande, som advarselssystemet overvågede for at mislykkes,” sagde Woodfill. Han indkaldte et NASA-Grumman-team for at overveje, hvordan man bedst kan advare om CO2 og andre trusler. ”Vi var nødt til at bestemme, på hvilket tærskleniveau skal advarselssystemet ringe en alarm. Alle komponenter skal arbejde, startende med CO2-sensoren. Signalet skal passere derfra gennem den transmitterende elektronik, ledninger, og i sidste ende nå mit advarselssystem "hjerne" kendt som forsigtigheds- og advarselselektronikforsamlingen (CWEA). ”
Og så, nogle timer efter eksplosionen på Apollo 13, kaldte Mission Engineering Manager Woodfill til sit kontor.
”Han ville diskutere mit advarselssystem, der ringer kuldioxidalarmer,” sagde Woodfill. ”Jeg forklarede historien og lagde kalibreringskurverne for CO2 Partial Pressure Transducer foran ham og viste ham, hvad denne instrumenteringsenhed fortæller os om truslen mod besætningen.”
Det Woodfill engang havde anset for at være trivielt var helt afgørende for at redde en Apollo 13-astronautbesætning. Ja, instrumentering var lige så vigtig som ethvert avanceret system ombord på kommandoskibet eller månelanderen.
”Og jeg troede, uden det sandsynligvis, ville ingen have vidst, at besætningen var i alvorlig fare,” sagde Woodfill, ”let ikke hvordan man redder dem. Instrumenteringsteknik var slet ikke et dårligt karrierevalg! ”
Dette er et eksempel på teamindsatsen, der reddede Apollo 13: at den person, der arbejdede på transduceren år tidligere, var lige så vigtig som den person, der kom med den geniale duct tape-løsning.
Og det var en af de ekstra ting, der reddede Apollo 13.
Yderligere artikler i denne serie:
Del 4: Tidlig indrejse i Lander
