אסון מעבורת החלל קולומביה – הבדלי גרסאות

הוועדה מצאה ש־81.7 שניות לאחר השיגור, נפרדה פיסת קצף בידוד מהצד השמאלי של הדו-רגל המחבר את מכל הדלק החיצוני למעבורת, ושתי עשיריות שנייה מאוחר יותר פגעה בשפת הכנף בחצי התחתון של לוח הפחמן-פחמן המחוזק מספר 8, ויצרה פירצהפרצה. פיסת הקצף הייתה באורך 50 - 70 ס"מ, ברוחב 30 - 45 ס"מ ובמשקל כ־760 גרם. היא פגעה במעבורת במהירות 600 - 900 קמ"ש.

הפגיעה לא נראתה במהלך השיגור, והתגלתה רק יום למחרת, במהלך ניתוח של צילומי השיגור. במהלך ה[[חדירה לאטמוספירה|נחיתה]] חדר אוויר לוהט (כנראה בטמפרטורה של יותר מ־2,700 מעלות צלזיוס) אל הפרצה, התיך את שלדת האלומיניום של הכנף השמאלית וגרם להחלשתה. בסופו של דבר העומסים האווירודינמיים גרמו לקריסת הכנף ואובדןולאובדן שליטה על המעבורת. גוף המעבורת התגלגל באוויר ללא שליטה, כאשר מגיני החום שלו, הנמצאים בעיקר בתחתיתו, כבר לא מופנים אל האזורים החמים ביותר. כתוצאה מכך, התפרקה המעבורת.

בעקבות התאונה,על-פי ניתוח של נתוני רדאר שלמכ"ם פיקוד החלל של חיל האוויר, גילה עצם שניתקניתק מן המעבורת עצם במהלך יום הטיסה השני, והתרחקהתרחק ממנה עד שחזרוחזר לאטמוספירה ונשרף כעבור יומיים וחצי. ניתוח של המידע מראה שסביר שהעצם היה לוח פחמן-פחמן מחוזק.

הוועדה מצאה שכדי שקצף בידוד ייפרד מהדו-רגל, צריכים היו להיות פגמים קיימים בשכבת הקצף על המכל. כמו כן, בעת תכנון מכל הדלק החיצוני במחצית שנות ה-70', הכלים ההנדסיים שעמדו לרשות המתכננים היו חלשים מאוד יחסית לכלים העומדים לרשות מהנדסים כיום. שיטות הפיתוח אז היו שונות מהמקובל כיום – כל היבט של הפיתוח נעשה בנפרד, בעוד כיום מקובל לפתח את כל צדדי הפיתוח – מבני, תרמי וכו'וכדומה ביחד. קצף הבידוד עצמו הוא רכיב מורכב מאוד, בעל התנהגות שונה בכיוונים שונים. כיוון שהוא עשוי מהרבה תאימתאי אוויר רבים, גם ההרכב שלו אינו זהה בכל נקודה. מעט מדי מאמץ נעשה כדי להבין את התנהגות הקצף בעת השיגור וההמראה.

מפרט התכנון המקורי של לוחות הפחמן-פחמן המחוזק המרכיבות את שפת הכנף, לא דרש כלל עמידות בפני פגיעות, מתוך הנחה שלא יהיו כאלה. בנוסף, נמצא שהחוזק המבני של הלוחות יורד עם השנים, כתוצאה מתהליכי [[חמצון חיזור|חמצון]]. החימצוןהחמצון מוגבר עוד יותר על ידי [[אבץ]] שנשטף אל הלוחות מכן השיגור עם מי גשמים. עוד נמצא, שתהליכי הבדיקה של חוזק הלוחות היו לא מספקים.

כדי לאמת את פגיעוּת לוחות המגן לפגיעוֹת קצף, השתמשה הוועדה במתקן המשמש לבדיקת עמידות מטוסים לפגיעתבפני פגיעת ציפורים. במתקן בוצעו שינויים מתאימים, כדי לירות פיסות קצף בגודל המשוער של פיסת הקצף שפגעשפגעה בקולומביה בדגם של כנף המעבורת, הבנוי מחלקי כנף של המעבורות [[מעבורת החלל אטלנטיס|אטלנטיס]] ו[[מעבורת החלל דיסקברי|דיסקברי]] בעליבנות גיל דומה. הבדיקה הראתה פגיעות משמעותיות, ואף פרצות של ממש, שנוצרו בדגם הכנף על ידי הקצף. בנוסף, חלק מן השברים נשארו בתוך הכנף, דבר שתואם את התצפית של עצם שניתק מן המעבורת ביום הטיסה השני. מסקנה נוספת מבדיקה זו היא שמידת הנזק שתיגרם לכנף תלויה במשתנים רבים, שאת ערך חלקם לא ניתן לדעת, מה שהופך חיזויים אנליטיים של מידת הנזק לקשים מאוד. עוד הוכח שהכלים העומדים לרשות נאס"א כדי לבצע חיזויים אלה אינם מתאימים למשימה.