Analyse der Unfalluntersuchung

Start
Bei einer Analyse der Videoaufzeichnung des Starts wurde festgestellt, dass sich ungefähr 81 Sekunden nach dem Start Hartschaumteile vom Aussentank im Bereich der vorderen Verankerungsverbindung zwischen Orbiter und Tank lösten und die Columbia im Bereich der vorderen Hitzeschutzklammern des linken Flügels, nahe der Orbiterseitenwand, an der unteren Seite trafen. Die betroffenen Panelklammern sind die Panele RCC 5-9.

Orbit
Während des 16-tägigen Aufenthalts im Orbit deuteten weder die analysierten Daten der Orbiter-Telemetrie, der übermittelten Videoaufzeichnungen und Fotos, noch die Berichte der Crew auf Anzeichen von Beschädigung des Orbiters hin.

Eine nach dem Unfall durchgeführte Radaranalyse zeigte, dass sich am zweiten Tag des Fluges ein Objekt von der Raumfähre löste, das zunächst für ungefähr zweieinhalb Tage im Orbit blieb und dann in die Erdatmosphäre eintauchte. Die Analyse der Radardaten, eine Ballistikanalyse der verschiedenen thermischen Schutzsystemteile sowie die genaue Kontrolle der übertragenen Videoaufzeichnungen aus der Nutzlastbucht sind zur Identifizierung des Objektes herangezogen worden. Die Analyse konnte alle Teile, ausser ein RCC-Panel oder ein Dichtungsstück (RCC-T-Dichtung), das den Spalt zwischen den vorderen Flügelhitzeschutzklammern abdichtet, ausschliessen. Somit handelt es sich mit sehr grosser Wahrscheinlichkeit um das Objekt, das beobachtet wurde.

Eintritt
Es gab keine Probleme beim Deorbit Burn selbst. Am Morgen des 1. Februar trat die Columbia mit unbekannter Beschädigung an der RCC-Verkleidung 5-9 und an der T-Dichtung in diesem Bereich des linken Flügels in die Erdatmosphäre ein. Analysen und Tests weisen auf die RCC-Verkleidung 8/9 (siehe rote Umrandung im Bild) als den wahrscheinlichsten Bereich der Beschädigung hin. Die beschädigte RCC-Verkleidung im 8/9 Bereich war extremer Hitze über einem langen Zeitraum unterworfen, was zur Erosion führte und Beschädigungen an den angrenzenden Hitzeschutzkacheln und Metallen verursachte.

MADS-Daten zeigten, dass die Temperatur der RCC-Teile und die Temperatur dahinter ungefähr um 8:49:00 EST zu steigen begann. Das zeigt, dass heisses Gas in den Spalt zwischen zwei RCC-Teilen eingedrungen sein muss. Das Einströmen erfolgte im Zeitraum von 8:44:09 EST und 8:49:00 EST. Drei Minuten später, bei 8:52:00 EST, führte ein Bruch der Alumniumhülle dazu, dass heisses Gas ins Innere des Flügels gelangte. Sofort fing das heisse Gas innerhalb des Flügels an, die elektrischen Kabelstränge aufzuheizen, die zur Übertragung der Telemetriedaten und MADS-Daten dienten. Ein MADS-Sensor, der den Innendruck des linken Flügels misst, war der erste Systemausfall um 8:52:16 EST. In den folgenden vier Minuten fielen 164 andere Sensoren aus. Der letzte Sensorenausfall war ungefähr 8:56:24 EST. Die meisten Sensoren fielen sehr schnell, innerhalb der ersten zwei Minuten nach Beginn des Flügelbruchs aus.

Das Flugsteuerungssystem der Columbia verzeichnete wegen der Beschädigung des linken Flügels eine Abweichung von der vorgezeichneten Flugbahn (8:52:05 EST). Eine entscheidende Änderung in der Aerodynamik des Orbiters wurde um 8:54:20 EST beobachtet, was auf eine Veränderung der Beschädigung am linken Flügel hindeutet. Gleichzeitig wurden einige sehr helle Aufleuchterscheinungen, die das Loslösen grösserer Teile belegen, in Amateurvideos festgestellt.

Nachdem heisses Gas in den linken Flügel eintrat, wurden mehrfach Aufleuchterscheinungen auf Video von Beobachtern aufgenommen. Diese Videobilder fangen bei 8:53:46 EST (20 Sekunden nach dem Erreichen der kalifornischen Küste) an und enden mit dem Auseinanderbrechen der Columbia. Welche Teile sich während dieses Zeitraums lösten, wird wohl nicht sicher ermittelt werden können. Jedoch sind Teile des oberen Flügels und des thermischen Schutz-Systems (TPS) mögliche Anwärter. Beschädigungen der inneren Aluminiumkonstruktion sind ebenfalls wahrscheinlich. Diese scheinen die Orbiterkommunikation beeinflusst zu haben. Es gab 13 unerklärte Kommunikationsabbrüche während dieser Zeit.

Ein anormaler Anstieg der Temperatur in den Hydraulikleitungen um 8:56:16 EST belegt, dass heisses Gas die Fahrwerkschachtwand durchdrungen hat. Eine andere bedeutende Änderung in der Aerodynamik der Columbia trat um 8:58:09 EST ein, begleitet von weiterem Ablösen einzelner Teile. Der Orbiter reagierte darauf mit einer scharfen Änderung in seiner Querrudertrimmung. Zusätzlich gingen um 8:58:56 EST alle linken Druck- und Temperatursensoren des Reifens verloren, was auf eine beschleunigte Beschädigung innerhalb des Fahrwerkschachts hindeutet. Die sich fortsetzende Flügelbeschädigung verursachte eine weitere plötzliche Änderung in der Aerodynamik des Orbiters um 8:59:29 EST. Die Columbia versuchte dies auszugleichen, indem sie mit allen vier rechten Gierungsdüsen feuerte. Um 8:59:32 EST hatte das Mission Control Center alle Telemetriedaten verloren. MADS-Recorderdaten gingen um 9:00:14 EST verloren. Wie Videobilder zeigten, erfolgte das Auseinanderbrechen des Orbiters durch aerodynamische Effekte um 9:00:23 EST.



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