DOSSIER ENQUÊTE STS-107
ARCHIVES SEMAINES DU 23 MARS AU 5 AVRIL 2003


Vendredi, 4 avril 2003

        05h30 : Le 1er avril était déterré une composante importante d'un des trois moteurs principaux de la navette. Retrouvé à Fort Polk, en Louisiane, c'est un des débris qui s'est rendu le plus loin. De l'avis de votre serviteur, il ne serait pas surprenant que les trois moteurs se soient retrouvés dans cette région, étant donné leur masse et leur résistance à la chaleur. D'ailleurs, ce sont probablement les restes des trois moteurs qu'on aperçoit à la fin du vidéo tourné par un hélicoptère Apache au moment de l'accident, dont voici une image.

        La pièce retrouvée serait, toujours selon votre serviteur, les deux-tiers du collecteur des gaz chauds amenant l'oxygène et l'hydrogène à l'injecteur du moteur qui se situe juste derrière la chambre à combustion qui, elle, est située dans le fond de la tuyère.

DEUX IMAGES DU COLLECTEUR DÉTERRÉ


Jeudi, 3 avril 2003, 00h15
Mercredi, 2 avril 2003, 03h30

        Un point de presse, donné par la Commission d'enquête sur l'accident de Columbia, avait lieu le 1er avril pendant lequel un membre de la Commission, Roger Tetrault, a fait part des éléments suivants.

        Les tests de signature radar effectués sur différentes pièces de la navette tendent à confirmer que le débris aperçu sur les radars s'éloignant de Columbia serait un panneau d'accès (image ci-dessous) situé juste derrière un panneau de bord d'attaque en CCR et sous l'aile. Le vide laissé par cette pièce manquante serait suffisant pour engendrer la chaîne catastrophique des événements que nous connaissons. Malgré que l'analyse liée au débris de mousse isolante pointe vers un impact sur le panneau de bord d'attaque no 6 (voir image plus bas sur cette page), rien n'indique que l'entrée du plasma brûlant ait débuté à cet endroit ou que le panneau d'accès fut endommagé par cet impact. Chose certaine, quelque chose de grave s'est passé entre les panneaux 6 et 12.

        Sur la séquence des événements, voici les éléments nouveaux (heures UTC) :

13:44:09  Contact avec l'atmosphère à 122 km d'altitude au-dessus du Pacifique au nord-ouest d'Hawaï.

13:48:39  La sonde G9921, une jauge de contrainte située à l'intérieur de l'aile gauche, pratiquement en ligne avec le panneau CCR no 9, commence à enregistrer des signes de stress inhabituel sur cette région de l'aile.

13:48:59  La sonde de température T9910 située sur une contrefiche de la structure derrière et du côté extérieur du panneau CCR no 9 commence à enregister des températures anormalement élevées. Cette sonde était placé sous l'isolation dans la cavité derrière le panneau CCR et juste en face du longeron de l'aile.

13:49:53  La sonde T9220, située sur le devant de la nacelle du moteur orbital OMS gauche, enregistre des températures anormalement basses. Neuf minutes plus tard, cette même sonde enregistrait une hausse rapide de température atteignant 1200 °F alors que la normale est de 600 °F. Selon la Commission, cela montre un changement dans le flux d'air provoqué par quelque chose qui le faisait dévier sous la nacelle puis qui l'a fait remonter et s'élever en température, probablement à cause de la combustion d'aluminium.

13:51:14  La sonde T9895, située directement derrière le panneau CCR no 9 et derrière (côté intérieur) du longeron de l'aile, commençait à enregistrer une hausse inhabituelle de température.

13:52:19  Perte de signal de la sonde de température T9910, probablement à cause d'une rupture de son câblage provoqué par le flux de gaz chauds.

13:52:49  Perte de signal de la sonde T9895 après qu'elle ait indiqué une température de 450 °F.

        Les données de l'enregistreur OEX sont de deux types. Une première catégorie de signaux sont présents sur le ruban jusqu'à 14:00:13,4 et une deuxième jusqu'à 14:00:19,4. C'est 15 secondes de plus de données que celles envoyées par télémétrie. La séquence principale de désintégration de Columbia se serait amorcée vers 14:00:21, selon l'analyse d'images vidéos.

        Une nouvelle analyse de la vidéo du lancement montre que Columbia n'a été frappée qu'une seule fois par un débris de mousse isolante du réservoir externe. Cette pièce aurait mesuré 60 x 38 x 13 cm avec une incertitude de quelques cm sur chaque dimension. Sa masse est estimée à 1 kg et sa vitesse à l'impact à 700 km/h. La zone d'impact mesurait 60 cm de large, centrée sous le panneau en CCR no 6. La rampe de mousse protégeant la jambe gauche du bipied attaché au réservoir externe est certainement la pièce qui s'est détachée. Des analyses faites sur des réservoirs existants recouverts de cette mousse ont montré qu'il existait plusieurs cavités dans la mousse (image ci-dessous). Une des hypothèses pouvant expliquer le décollement de la rampe est que l'air emprisonné dans ces vides a pu se liquéfier à cause des températures extrêmement basses du contenu du réservoir et qu'il s'est ensuite évaporé de manière quasi-explosive lors de l'ascension, causant le décollement de la rampe.


 


Mardi, 1 avril 2003

        02h50 et 03h50 : L'analyse du ruban de l'enregistreur OEX (montré intact ci-dessous) permettra de faire de grands pas dans la détermination de la séquence des événements menant à la destruction de Columbia. Une vraie mine d'or de renseignements s'y trouve. Durant la fin de semaine, une centaine de personnes de la NASA ont commencé à décoder les informations d'environ 420 sondes de température et de pression qui ont fourni des données valides sur les 570 dont on espère tirer de l'information. Déjà on a du nouveau à rapporter sur l'avance des gaz chauds dans l'aile.

        Le contact avec l'atmosphère (début de la rentrée) s'est fait à 13:44:09 le 1 février. Or, seulement 5 minutes après ce contact, soit 3 minutes plus tôt qu'estimé précédemment, la température derrière les panneaux de bord d'attaque a augmenté de façon drastique. Un capteur de température sur une contrefiche de la structure derrière le panneau no 9 a enregistré l'augmentation à 13:49:09, soit 2 minutes AVANT l'atteinte de la région de l'atmosphère où le réchauffement aérodynamique allait être maximal. A 13:52:09, le signal du capteur était coupé alors qu'il indiquait une température de 232 °C. Huit secondes plus tard, une sonde de température sur le circuit hydraulique de freinage du train principal gauche enregistrait une inhabituelle hausse de température.

        Le président de la Commission d'enquête sur l'accident, M. Harold Gehman, croit que ces données nous indiquent que Columbia avait des dommages à l'aile avant de commencer sa rentrée dans l'atmosphère. Les gaz chauds ont pénétré le devant de l'aile par cette ouverture, puis entré dans le puits de roue gauche par un évent situé sur sa paroi avant.

        Une analyse plus poussée de la chronologie des défaillances des capteurs révèle des choses intéressantes. Le plasma chaud aurait d'abord détruit le capteur à 13:52:09 puis fait fondre et percé le longeron avant de l'aile gauche, près du panneau en CCR no 9. Quarante secondes après la perte du capteur du côté exterieur du longeron, le capteur à l'intérieur de l'aile enregistrait lui aussi une hausse importante de température. Le jet de gaz brûlant s'attaqua alors à un ensemble de câbles passant en avant du puits de roue et acheminant les signaux des capteurs situés à l'arrière de l'aile. En même temps que ces câbles brûlaient, le puits de roue était attaqué. Avant même d'avoir percé le puits de roue, le plasma y entrait par un évent.

        Fait à noter, la pression atmosphérique à l'altitude où se trouvait la navette était si faible qu'on ne peut parler de dommages dûs à des pressions aérodynamiques intenses. C'est vraiment la chaleur qui a causé les dégâts et qui a progressé à travers la structure de l'aile à partir d'un bris déjà existant.

PAGE DE SCHÉMAS DE LA STRUCTURE DE L'AILE GAUCHE


Dimanche, 30 mars 2003

        02h15 et 19h50 : L'étude poussée des débris et des recherches en laboratoire font progresser l'enquête de façon appréciable depuis quelques jours. Une pièce cruciale fût retrouvée le 19 mars sur un terrain humide en pente près de Hemphill, au Texas, il s'agit d'un enregistreur à ruban qui contient les données de 721 sondes réparties dans la navette. Le ruban 28 pistes, qu'on aperçoit dans les photos ci-dessous, était relativement intact dans son boîtier qui s'était encastré de 8 cm dans le sol, du côté des connecteurs. Appelé OEX pour Orbiter Experiments Supports System, il enregistre des paramètres qui ne sont pas envoyés au sol par télémétrie dont 182 mesures de pression, 53 de températures et 477 de charges dynamiques et de contraintes, incluant des données de contraintes, déformations, températures et pressions de l'aile gauche.


        En fin de semaine dernière, des ingénieurs de la compagnie Imation au Minnesota ont nettoyé et stabilisé le ruban qui fut ensuite envoyé au Centre spatial Kennedy en Floride, où il fut copié pour analyse. Il contiendrait des paramètres des dernières 45 minutes de vol jusqu'à au moins 14:00:18 UTC, soit peu avant la désintégration.

        Concernant l'étude des débris et les scénarios possible menant à la catastrophe, voici la séquence des événements retenue pour le moment. Il y aurait eu jusqu'à trois impacts de débris de mousse provenant du réservoir externe. Le morceau le plus important proviendrait de la mousse qui recouvrait une des attaches du bipied fixant le nez de Columbia au réservoir. L'image ci-dessous nous montre la mousse moulée en forme de rampe qui se serait détachée.

        Cette pièce d'isolant ( 30 x 60 cm x 8 cm d'épais) serait allé frapper les environs du panneau de bord d'attaque en CCR numéro 6 (voir image ci-dessous) à une vitesse d'environ 800 km/h, 81 secondes après le lancement. Les experts croient qu'il y aurait pu avoir des dommages aux panneaux en CCR numéros 5, 6 et 7 et surtout aux tuiles situées tout juste derrière, sous l'aile, formant des panneaux d'accès à la jonction entre les panneaux en CCR et le revêtement de tuiles de silice sous Columbia.

    Le lendemain du lancement, les radars militaires ont suivi un objet qui s'éloignait de la navette. Cet objet n'a pas encore été identifié, mais plusieurs croient qu'il pourrait s'agir d'un fragment de panneau en CCR ou un des panneaux d'accès. Des tests sont présentement effectués sur des pièces réelles pour déterminer les caractéristiques de leurs échos radar.

        Lors de la rentrée dans l'atmosphère, des gaz chauds ont pénétré l'aile par la zone où la mousse a frappé. Ces gaz se sont déplacés dans la cavité formée par le derrière des panneaux en CCR, endommageant leur structure de soutien puis se faisant ensuite un chemin dans l'aile. Dès cet instant, avant même que les capteurs de températures n'enregistrent des anomalies, le contrôle de vol automatique commençait déjà à combattre des forces aérodynamiques inhabituelles créées par des turbulences engendrées par les dommages au bord d'attaque de l'aile gauche.

        L'aluminium fondu provenant de la structure de l'aile se déposait à l'intérieur des panneaux en CCR, surtout près de la zone d'impact. Les dommages structuraux affaiblirent la structure et des pièces commençaient à se détacher ou à se déplacer sous l'effet de la pression aérodynamique.

        Une sonde de températures sur le circuit hydraulique de freinage du train principal gauche enregistra alors une légère mais inhabituelle hausse de température dûe aux gaz chauds s'étant frayé un chemin jusqu'au puits de roue. Son enveloppe d'aluminium fut rapidement percée, ce qui entraîna aussi la rupture du câblage électrique des sondes de températures et de pression qui y cheminait. Une fois dans le puits de roue, le plasma réussit à sortir par les coins avant de la porte du puits de roue affaiblie par la chaleur. Une tige en titane retenant la porte au côté extérieur du puits montre d'ailleurs des signes de surchauffe dûe à des températures atteignant 3400 F.

        Le pilote automatique de Columbia combattait une traînée aérodynamique toujours grandissante, allant jusqu'à utiliser 4 fusées de contrôle en lacet du côté droit. Lorsque les forces sur la navette devinrent trop grandes, celle-ci glissa hors de contrôle et se désintégra.

        Jusqu'à maintenant, 24,5 tonnes de débris ont été récupérés, représentant 24 % du poids de Columbia sous forme de 45 762 pièces différentes. 1406 de ces pièces ont été étalées sur une grille peinte sur le plancher d'un hangar de façon à tenter de recontruire le dessous de la navette. Des pièces de panneaux en CCR ont été trouvées mais aucune de la zone entourant la pièce numéro 6 de l'aile gauche. Les ingénieurs croient qu'entre 35 et 50 % de la navette a atteint le sol, le reste s'étant consummé dans l'atmosphère, dont tout le revêtement d'aluminium des ailes. Ce qui surprend les ingénieurs est de voir combien il reste peu de chose des structures de l'aile gauche comparativement aux autres parties de Columbia.

        La recherche de débris se poursuivra intensément pendant encore 4 à 6 semaines, après quoi, la verdure et les feuilles des plantes et des arbres qui commencent à pousser nuiront au repérage visuel des débris au sol. Cette traînée de débris s'étend sur 400 km de long par 6 à 8 de large à travers 169 comtés du Texas et 39 de la Louisiane. Les recherches sont complétées dans 143 comtés du Texas et 31 de la Louisiane. Dans les étendues d'eau, les plongeurs ont repéré 1800 sites potentiels de débris, mais aucun ne contenant des débris de bonne taille. Deux camions de débris arrivent à Kennedy chaque semaine. Les analystes vont recréer un modèle virtuel tridimensionnel de la navette avec l'emplacement de chaque débris retrouvé.


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Auteur : Daniel Deak