كتب ما يتعلق بالحلقة المطاطية

تتكوّن كل من المعززات الصاروخية لمكوك الفضاء من سبعة أجزاء، رُكِّبت ستة منها مع بعضها في مصنع في باريس. تُجمع في كل رحلة الأجزاء الأربعة الناتجة بواسطة ثلاث وصلات في مبنى تجهيز المركبات في مركز كينيدي للفضاء. أُغلقت (خُتِمت) الوصلات في المصنع بواسطة مادة السيليكا والأسبست العازلة، أمّا الوصلات؛ فأغلقت كل واحدة منها بحلقتين من المطاط. بعد تحطم تشالنجر، زيد عدد الحلقات إلى ثلاثة لكل وصلة. تكمن ضرورة إغلاق الوصلات في المعززات الصاروخية في احتوائها للحرارة والغازات عالية الضغط التي يُنتجها احتراق الوقود الصلب داخلها، وهذا ما جعلها تندفع خارجًا عند الطرف الخلفي لكل معزز من المعززات.

ناقش تقرير ماكدونل دوغلاس خلال عملية تصميم مكوك الفضاء في سبتمبر من عام 1971 سلامة سجلات الصواريخ الصلبة. كان إلغاء المهمة الآمن ممكنًا في أغلب حالات الفشل التي يمكن أن تتعرض لها المركبة، إلّا في حالة واحدة خطيرة: الاحتراق بسبب الغازات الساخنة المندفعة من الصاروخ. ذكر التقرير الذي ينذر بحادثة تشالنجر ما يلي: «إن كان الاحتراق سيحدث بالقرب من خزان الهيدروجين أو الأكسجين السائل أو بالقرب من المركبة المدارية، فربما لن يعمل الاستشعار في الوقت المناسب، وبالتالي سيكون إلغاء المهمة مستحيلًا». كانت شركة مورتن ثايوكول المتعهد المسؤول عن بناء المعززات الصاروخية للمكوك وصيانتها. كان من المفترض أن تُغلق الحلقات المطاطية للوصلات التي صممتها الشركة بشكل أكثر إحكامًا لتحمّل القوى الناتجة عن الاشتعال، ولكن أظهر اختبار في عام 1977 أنه عند استخدام الماء المضغوط لمحاكاة تأثيرات اشتعال المعززات ابتعادَ الأجزاء المعدنية عن بعضها، مسببة فجوة يمكن للغاز التسرب من خلالها. تسببت هذه الظاهرة المعروفة بـ«دوران الوصلات» في انخفاض في ضغط الهواء لوقت قصير جدًا. وهذا ما أعطى القدرة للغازات القابلة للاشتعال على إلحاق الضرر بالحلقات المطاطية وتآكلها. يمكن أن يتطور مسار اللهب في حالة حدوث تآكل كبير ما يؤدي إلى انفجار الوصلة، وهذا ما سبب دمار المكوك والمعززات.

كتب المهندسون في مركز مارشال لبعثات الفضاء إلى مدير مشروع معززات الصواريخ جورج هاردي عدة مرات مشيرين إلى أن تصميم ثايوكول للوصلات كان غير مقبول. على سبيل المثال، أشار مهندس إلى أن دوران الوصلة سيجعل الحلقة المطاطية الثانوية عديمة الفائدة، لكن لم يرسل هاردي هذه المذكرات إلى ثايوكول، وتمت الموافقة على الوصلات في عام 1980.

قُدِّم دليل على تآكل خطير في الحلقات المطاطية قبل المهمة الثانية إس تي إس-2 للمكوك الفضائي بوقت مبكّر، والتي أقلعت من كولومبيا. وعلى عكس قوانين ناسا، لم يبلغ مركز مارشال عن هذه المشكلة للإدارة العليا في ناسا، بل اختار إبقاء المشكلة في اتصالاتهم مع ثايوكول. حتى بعد أن أُعيد تصنيف الحلقات المطاطية على أنها حرجة أو خطيرة من الدرجة الأولى، وهذا يعني أن تعطلها سينتج تدمير المركبة الفضائية، لم يقترح أي شخص في مركز مارشال أن يبقى المكوك على الأرض حتى يتم إصلاح الخلل.

بعد إطلاق مكوك الفضاء ديسكوفري في رحلة إس تي إس-41- دي، اكتُشف أول تسرب للغاز الساخن خلف الحلقة الرئيسية. ووجد مهندسو ثايوكول في التحليلات المجراة بعد الرحلة أن كمية الغاز المتسرب قليلة نسبيًا ولم تؤثر على الحلقة الثانوية، واعتبروا أن الضرر ضمن المجال المقبول بالنسبة للرحلات المستقبلية. ولكن بعد كارثة تشالنجر، اعتبر مهندس ثايوكول براين راسل هذا الحدث «العلامة الحمراء الكبيرة» الأولى في ما يتعلق بسلامة الحلقات المطاطية.

في عام 1985، وبعد إطلاق سبع من أصل تسع رحلات للمكوك الفضائي في هذه السنة باستخدام المعززات التي تعرضت للتآكل أو لتسرب الغاز، أدرك مركز مارشال وشركة ثايوكول احتمالية وجود مشكلة كارثية بين أيديهم. وربما تجسدت أكبر مخاوفهم بعد إطلاق الرحلة إس تي إس-51- بي في شهر أبريل من عام 1985 باستخدام المكوك الفضائي تشالنجر، والتي اكتُشف بعدها أكبر ضرر حتى ذلك الوقت في الحلقات المطاطية أثناء تحليلات ما بعد الرحلة. تآكلت الحلقة المطاطية الرئيسية للمعزز الأيسر، حتى أنها فشلت في الإغلاق الكامل، وللمرة الأولى تسبب الغاز في تآكل الحلقة الثانوية. بدؤوا عملية إعادة تصميم الوصلة باستخدام فولاذ إضافي حول القبضة بسماكة ثلاثة إنشات (76 ميليمتر). تمسك هذه القبضة الوجه الداخلي للوصلة وتمنعها من الدوران. لم يدعوا إلى إيقاف رحلات المكوك الفضائي حتى إعادة تصميم الوصلات، بل عالجوا المشكلة باعتبارها من المخاطر المقبولة للرحلة. على سبيل المثال، أهمل مدير مركز مارشال لورانس مولي والمسؤول عن مشروع المعززات الصاروخية الصلبة عام 1982 قيودَ عملية الإطلاق في ست رحلات متتالية. وحتى أن شركة ثايوكول حاولت إقناع ناسا للتصريح بأن مشكلة الحلقة المطاطية قد حُلّت. شبّه دونالد كوتنا، العضو في لجنة روجرز، في وقت لاحق الحالة كشركة خطوط جوية تسمح لإحدى طائراتها بالاستمرار بالطيران على الرغم من وجود دليل على أن واحدًا من أجنحتها على وشك السقوط.