Hoe nieuwsgierigheid, geluk en één knopje het maanprogramma redden

FYI.

This story is over 5 years old.

Tech

Hoe nieuwsgierigheid, geluk en één knopje het maanprogramma redden

Bliksem slaat nooit twee keer op dezelfde plek in, tot het wel gebeurt en je in een raket onderweg naar de maan zit.

Op de ochtend van 14 november 1969, liet een onweerswolk een bombardement van regendruppels los op Cape Canaveral. Het was niet zo maar een ochtend, het was de ochtend waarop de mensheid zijn tweede reis naar de maan had gepland. De Saturn V-raket op het lanceerplatform had drie astronauten en een flinke zooi aan wetenschappelijk apparatuur bedoeld voor experimenten aan boord.

De toenmalige president Nixon was aanwezig om het schouwspel te bekijken. Zeven jaar eerder had zijn voorganger Kennedy het proces in werking gezet dat leidde tot de maanmissie. Apollo 12 was bijna onderweg naar de westerlijke kant van de maan, een plek die de naam The Ocean of Storms draagt. Maar om daar te komen moesten ze eerst door een storm op aarde heenkomen.

Advertentie

"Dit is een uitstekende lancering," zei Charles "Pete" Conrad, de 39-jarige missieleider van Apollo 12, tegen de andere twee astronauten, Alan L. Bean en Richard Gordon in de capsule, "Dit is zeker niet slecht!" Het ruimtevaartuig droeg als bijnaam Yankee Clipper.

En toen, na ongeveer 36.5 seconden, zag Conrad een felle witte flits en voelde hij zijn ruimteschip beven als nooit tevoren. Op de audio-opname hoor je een knal van ruis. "Wat was dat," zei hij.

\

Niemand wist op dat moment, dat hun ruimteschip de hoogste en snelste bliksemgeleider ooit was geworden

Zoals veel dingen zoekt bliksem de weg van de minste weerstand. Daar kan je altijd op rekenen. En onder de stormachtige omstandigheden van die novemberochtend in Florida was de weg van de minste weerstand precies daar waar de raket vloog. Terwijl de astronauten met de snelheid van het geluid de stormwolken doorkliefden, ontlaadde de wolk zich opnieuw. Later werd vastgesteld dat deze bliksemschicht honderdduizend ampère en honderd miljoen volt meedroeg. De lading sloeg in op de capsule, werkte zich een weg naar beneden via het metalen omhulsel en stroomde via de lucht die door de hitte geïoniseerd was tot het aardoppervlak. Niemand wist op dat moment dat het ruimteschip de hoogste en snelste bliksemgeleider ooit was geworden.

Bliksem slaat zogenaamd nooit twee keer op de zelfde plek in, maar precies dat stond op het punt te gebeuren.

Advertentie

Maar even terug. In de capsule sprongen alle waarschuwingslampjes op het controlepaneel tegelijk aan. Het leek er voor de astronauten op dat de hoofdstroom van de Yankee Clippers was uitgevallen.

"De lichten gingen aan, meer lichtjes dan ik ooit in de simulator had gezien," vertelde Bean in een documentaire van History Channel uit 2003. Geen enkele simulatortest – en er waren honderden uren aan tests geweest – had hun op dit scenario voorbereid, wat dit scenario ook moge zijn.

52 seconden na het begin van hun reis, toen de raket met bijna 490 meter per seconde vloog, slaat een tweede bliksemschicht in. De hoogtemeter ging alle kanten op, en in tegenstelling tot zojuist, stopten alle lichtjes met flitsen. Dit was het einde.

Het eerste dat bij Alan Bear naar opkwam was dat de capsule losgeraakt was van de raket, maar de G-krachten op zijn lichaam vertelden hem dat het niet zo was.

Conrad probeerde Houston te bereiken, "Ik heb geen idee wat zojuist gebeurd is, alles is uitgevallen."

"Roger," reageerde Houston.

Een echt antwoord hadden ze namelijk niet, want zonder de datastroom die door de bliksem stopgezet was, wisten ze nog minder dan Conrad.

Verwarring heerste bij het controlecentrum. De raket leek perfect door te vliegen, zo'n 13 ton brandstof per seconde verbrandend. De reservebatterijen waren ingeschakeld, maar die zouden het slechts een paar uren uithouden. Als het schip de huidige koers voort zou zetten en daarmee in een baan rond de aarde zou komen, zou dat het terugkeren naar aarde flink moeilijk maken.

Advertentie

De astronauten naderden de ruimte en de ingenieurs op aarde hadden negentig seconden om te besluiten of ze de missie zouden afbreken of niet.

In dat geval zouden de astronauten gescheiden worden van de raket en hopelijk in het water landen. Daar zouden ze hopelijk gered kunnen worden terwijl de raket opgeblazen werd, samen met de ruimtedromen van de natie.

Seconden gingen voorbij; de tijd vertraagde. (Voor de astronauten, die de ruimte invlogen met anderhalf keer de snelheid van het geluid, ging tijd letterlijk langzamer.

Volgens het officiële transcript bleef de radio in het controlecentrum een eeuwigheid van twintig seconden stil. Angstvallig stil.

Grote projecten zoals het lanceren van ruimtevaartuigen vereisen van mensen dat ze snel kunnen denken met gelimiteerde informatie en een onaardse hoeveelheid druk op hun schouders. Natuurlijk zijn er de simpele menselijke fouten, zoals de kleine typefout die leidde tot de ontploffing van een raket in 1962, of de verwarring over het decimale systeem die een Mars-rover kostte. Gooi daar dan één van de grote onbekenden der natuur bij – gevaarlijke weersomstandigheden zoals bliksem en temperatuurdalingen – en je hebt het perfecte recept voor piepkleine foutjes die uitgroeien tot catastrofale problemen.

Omdat de missieleiding geen toegang had tot de data van de capsule, kwam het op de astronauten aan om de problemen op te lossen.

Conrad's hand hing boven de afbreekhendel. Volgens de procedures moesten de astronauten, in het geval van een stroomstoring, de missie zelf afbreken. Ze hadden op dat moment alle knopjes om kunnen zetten in een laatste poging om alles te redden, maar ze waren gedrild om voorbarige conclusies uit te sluiten. Ze deden niets.

Advertentie

"Eén van de regels van ruimtevluchten is dat je in het geval van een stroomstoring niet zo maar met knopjes gaat spelen, tenzij je precies weet wat en waarom je iets doet," legde Bean later uit. "Als je helemaal geen stroom hebt, zou je een paar schakelaartjes kunnen omgooien, kijken wat er gebeurt. Maar als alles weer normaal werkt, wil je niet te veel omgegooid hebben. Ik was me er niet bewust van dat er iets buiten gebeurd was. Ik dacht dat het iets in de elektrische systemen was."

Vele kilometers onder hun zat John Aaron, een 24-jarige NASA ingenieur, naar zijn monitor en de vervormde data te staren. Als elektrotechnisch ingenieur, in NASA-termen EECOM, is Aaron verantwoordelijk voor het als zijn broekzak kennen van alle elektrische systemen van het ruimtevaartuig.

Ongeveer vijftig seconden nadat de data op zijn scherm voor het eerst onleesbaar werd, kwam hij kalm met een suggestie bij zijn collega's in het controlecentrum.

"Probeer SCE naar Aux."

Aaron had een patroon herkend in de gemangelde data. Een patroon dat hij een jaar eerder tijdens een lanceersimulatie in het controlecentrum bij toeval had gezien. Op die nacht, weet hij nog goed, zag hij kort een vergelijkbare wartaal op zijn scherm, "een reeks onvoorspelbare cijfers," zei hij later tegen een interviewer. Hij realiseerde zich dat het team per ongeluk het voltage van de capsule lager had gezet.

De voltageverandering beïnvloedde een apparaat genaamd de SCE ( Signal Conditioning Equipment), die verantwoordelijk was voor het omzetten van ruwe signalen afkomstig van de sensoren naar standaardvoltages zodat ze weergegeven konden worden op instrumenten op het schip en naar Houston gestuurd konden worden. Door de SCE naar de Aux (de back-upstroom) te schakelen, herinnerde Aaron zich, zou de SCE verder gaan met opereren onder lagere voltages, wat de instrumenten weer tot leven zou roepen. Dat zou de brandstofcellen kunnen doen herstarten, iets wat iedereen heel blij zou maken. In enkele seconden had hij de oplossing in zijn handen

Advertentie

"De SCE naar uit?" zei iemand. De schakelaar was zo obscuur dat geen van zijn bazen wisten waar hij het over had.

"Wat de hell is dat," flapte Gerald Car, baas over de communicatie met de capsule, eruit. De nieuwe Flight Director, Gerry Griffin wist het ook niet.

Er waren zestig seconden verstreken sinds de eerste blikseminslag. Niemand wist wat ze moesten doen, de noodzaak om de missie af te breken naderde snel.

Uiteindelijk gaf Carr in een uiterst kalme stem het order.

"Apollo 12, Houston, probeer SCE naar Aux, over."

Nu was het de beurt aan de astronauten om hun hersenen te breken op de vraag. Conrad en Gordon hadden geen idee. "FCE naar Aux – wat is dat in godsnaam?" schreeuwde Conrad terug. "NCE naar auxiliary …"

"SCE, SCE naar Aux," corrigeerde Carr hem.

Er waren honderden knopjes en schakelaars. Geen van beiden wisten welke ze moesten omschakelen.

Maar Bean, die in de rechter stoel zat, precies voor de betreffende schakelaar, wist het gelukkig nog.

Hij gooide de knop om.

"SCE naar Aux," zei hij in de radio.

In de module kwamen alle lichten weer terug op het instrumentenpaneel. Beneden bij het controlecentrum werden de datastromen weer normaal.

Voor Aaron was alles opeens zo helder als wat: de brandstofcellen waren losgekoppeld. Een paar seconden later gaf het controlecentrum door dat ze die moesten resetten. De stroom was terug. De missie kon weer door alsof er niets aan de hand was. Zweet werd van voorhoofden geveegd.

Advertentie

"We proberen onze problemen hier te achterhalen," zei Conrad. "Ik weet niet wat gebeurd is, ik weet niet zeker of we door bliksem zijn geraakt."

"Ik denk dat we in het vervolg moeten oefenen op dit soort weersomstandigheden" voegde hij toe.

"A-men," antwoordde Houston.

Conrad grinnikte. "Dat zijn de betere simulaties, geloof me maar."

"We hebben hier ook een aantal hartstilstanden gehad, Pete."

"Daar was hierboven geen tijd voor," antwoordde hij, waarna Conrad in lachen uitbrak.

"Hij lachte de hele weg naar de ruimte," kon Aaron zich nog voor de geest halen.

"Godverdomme!" schreeuwde Gordon het uit. "Dat was me d'r eentje!"

"We konden niet stoppen met lachen om de lichtjes," vertelde Bean. "Er stonden zo veel lichtjes aan dat we ze niet eens konden aflezen. [lange pauze]"

"Ik zal je één ding vertellen, dit is een eerste klas voertuig, Houston" zei Conrad.

Er was echter nog steeds een beslissing die gemaakt moest worden. Ondanks de teruggekeerde stroom en correcte data, had de missieleiding geen idee wat de schade aan het voertuig was. Als bemanningsmodule beschadigd was, zou dat kunnen betekenen dat ze de maan nooit zouden halen. In dat geval zou een terugkeer naar de blauwe knikker die ze net hadden verlaten optimaal zijn. Maar als de parachute van de capsule kapot zou zijn, zou dat een veilige terugkeer bijna onmogelijk maken.

Het was een moeilijke keuze die de leiding moest maken: de voortstuwing opvoeren en de reis naar de maan hervatten, of alles afblazen. Chris Kraft, adjunct-directeur van Johnson Space Center, richtte zich tot Griffin, de Flight Director, "Vergeet niet dat we niet per se vandaag naar de maan hoeven."

Advertentie

"We bleven de checklist maar aflopen," herinnerde Griffin zich later. "Toen we de laatste hadden gedaan, zeiden we allemaal, 'we weten niet waar al die verdwaalde elektriciteit heen gegaan kon zijn in de cabine, maar alles ziet er gewoon oké uit. Is er een reden om niet te gaan?'"

"We keken elkaar in de ogen en zeiden, 'Hell no, we gaan!'"

"Whoop-ee-doo!" antwoordde Conrad uit pure blijdschap. "Wij zijn klaar! We hadden niets anders verwacht."

En wij hebben voor niets anders getraind, Pete," zei Carr.

"Ik zal je wat vertellen, Jer" zei Gordon, "wij vragen ons alleen af of wij wel hebben getraind voor deze lancering."

Later zou NASA na een analyse van de foto's tot de conclusie komen dat de bliksem twee keer binnen twintig seconden was ingeslagen op de capsule. Het hele incident was vastgelegd door een wereldwijd televisie-uitzending waar vele miljoenen mensen over de hele wereld naar keken. De video hieronder is die van NASA zelf, het aftellen begint rond 21:45.

Het incident werd gedramatiseerd in de documentaire van HBO From the Earth to the Moon. Maar ik vind hoe het wordt afgebeeld in Failure is Not an Option van History Channel leuker.

Maar er is meer. Natuurlijk.

De Angstaanjagende Terugkeer

Apollo 12 zou op 19 november 1969 contact maken met de maan, met radars en computers die het ruimteschip naar beneden leiden. Ze landden maar enkele meters van de Ocean of Storms, waar de oude mechanische ruimtepionier Surveyor 3 twee jaar eerder was geland. Alles ging als gepland.

Maar NASA had een nogal grote zorg over de terugkeer van Apollo 12 op aarde. Als de parachutes dus wel beschadigd waren, dan zou de zwaartekracht ze met alle geweld van dien in de oceaan laten neerstorten; niemand zou dat overleven.

Advertentie

Bean, die nu 82 is, leerde onlangs meer over de afwegingen die op die spannende dag gemaakt werden. De missieleiding ging er eigenlijk vanuit dat de bliksem een deel van de capsule of de parachutes had beschadigd. Hij vertelde het als volgt aan NPR:

Als we de astronauten nu terughalen naar de aarde zouden ze eerder doodgaan dan als we ze eerst naar de maan sturen, daar hun ding laten doen en tien dagen later terug laten komen. En als hun parachutes het toch niet doen… dan hebben ze in ieder geval tien dagen lang een fantastisch avontuur gehad.

Omdat er geen enkele manier was hoe ze konden controleren of de parachute werkte – het ding had geen sensor – was er ook geen reden om bang te zijn. Er was geen tijd om bang te zijn. "Als je die instelling niet kon opbrengen, was je niet geschikt voor de baan. Dus het was oké, het was oké.. Ik werkte met een getimede checklist, waarmee we elke minuut op de maan ten volste konden benutten. Alan zei later, 'Er is geen manier van zeggen hoeveel één minuut op de maan kost, maar het gaat om miljoenen dollars, dus je wil je ze allemaal effectief gebruiken.'"

Ongeveer een uur voordat de astronauten de atmosfeer binnendrongen, "zei volgens mij Pete, Dick of ikzelf. 'Ik ben benieuwd hoe die parachutes het gaan doen?' En toen zei iemand anders… 'Nou, daar gaan we over 55 minuten achterkomen."'

De capsule zou uiteindelijk veilig landen. En na 21 dagen in quarantaine – uit vrees voor ziektes – kon het team het Kennedy Space Center bezoeken om de missieleiding persoonlijk te bedanken.

Advertentie

"We vergeven de weerman," zei Pete Conrad tegen iedereen, "maar als we het nog een keer zouden moeten doen, dan zou ik onder precies dezelfde omstandigheden gaan."

Bliksem en bliksemsnel denken

De decennia daarop zou NASA fanatiek besteden aan het bestuderen van bliksem en het beveiligen van hun lanceerinstallaties tegen inslagen – een probleem dat er ondanks bliksempreventie-systemen nog steeds is.

Bliksem heeft minimaal nog twee andere NASA-missies gesaboteerd. Tijdens een lancering op 26 maart 1987, sloeg een bliksemschicht in op de onbemande Atlas Centaur 67, die een communicatie satelliet voor de marine bij zich droeg. Het besturingssysteem raakte er zo door ontregeld dat de raket overhelde en uit elkaar viel.

En tijdens een andere lancering in 1987 bij NASA's Wallop's Island werden twee testraketten voortijdig gelanceerd door een blikseminslag.

Gary Snyder, een specialist bij NASA op het gebied van bliksem, zei in 2011, "Bliksem is bijzonder moeilijk om nauwkeurig te meten, omdat de processen die komen kijken bij bliksem de apparatuur en data juist in de war gooien. Voorgaande systemen hebben altijd foute data geproduceerd en faalden op de ergste momenten."

Als John Aaron er met zijn snelle denken niet was geweest (en niet te vergeten Bean's goeie geheugen), dan hadden de twee inslagen het hele maanprogramma onderuit kunnen halen en drie man kunnen doden. Naast de reddingsmissie van Apollo 13, worden de angstaanjagende minuten van Apollo 12 tot NASA's "hoogtepunten" gerekend.

Advertentie

In 1972, nadat Apollo 17 terug is gekeerd van de maan, besluiten ze het maanprogramma stop te zetten, met een totaalprijs van 25 miljard dollar. In een NASA-rapport van dat jaar, getiteld "What Made Apollo a Success," concluderen Gene Krantz en James Otis Convington dat de discipline en kennis in het team van cruciale waarde was, met het redden van Apollo 12 als ultiem voorbeeld.

"De snelle reactie op het uitvallen van Apollo 12 had niets te maken met geluk (behalve dan hoe Aaron het patroon toevallig herkende), maar puur en alleen met training, zorgvuldig plannen en het ontwikkelen van mensen, procedures, datavisualisatie technieken door mensen die verantwoordelijk voor vluchtbesturing," stelde het rapport over Apollo.

Aaron werd in 2000, op 71-jarige leeftijd, geïnterviewd door een NASA-historicus over het voorval. Aaron, die op dat moment enkele weken voor zijn pensioen zat, kreeg als eerst de vraag "Hoe leerde je over de systemen en procedures en al die dingen?"

Aaron antwoordde dat toen hij in 1968 tijdens die lanceringssimulatie vreemde data op een scherm zag, zijn "natuurlijke nieuwsgierigheid" hem het hielp begrijpen. Hij kwam toen tot de conclusie dat in het hele voorbereiden van de missie – een raket met mensen de atmosfeer uit krijgen op de maan zetten, en weer dezelfde weg terug laten komen – in dat hele proces waren ze vergeten rekening te houden met bliksem.

"Onze simulatoren waren nog niet ontwikkeld genoeg om, ook als we het hadden zien aankomen, het signaal dat ik zag na te bootsen. Dus alleen door het onderzoeken ervan, nadenken, wat-als situaties doorredeneren en aan alles proberen te denken, konden we ons voorbereiden op zoiets."

Aaron wist nog een ingrediënt te noemen in de bliksemaffaire, en in zijn supersnelle handelen, en op dat punt spreekt hij het NASA rapport finaal tegen.

"Geluk speelt zeker een rol in het verhaal. Het was, om mee te beginnen, geluk dat ik die test zag waar ik de wartaal voor het eerst aanschouwde, en het was ook nog een puur geluk dat het weer gebeurde waar ik bij was. Als er iemand anders dienst had gehad, dan hadden ze dat patroon niet herkend. Maar door mee te gaan met dat soort nieuwsgierigheid in waarom dingen doen wat ze doen en hoe interacteren, is waarom ik een goede flight controller ben geworden."

Aaron's nieuwsgierigheid en een onbepaalde hoeveelheid geluk zou hem een jaar later helpen, als hij opgeroepen wordt om de net-niet-gedoemde Apollo 13 missie te redden. Aaron ontwierp de innovatieve opstartprocedure die het ruimtevaartuig de mogelijkheid gaf om terug te keren naar aarde met een gelimiteerde hoeveelheid energie, en redde zo nóg een groep astronauten.

Op dat moment, was Aaron zijn "SCE naar Aux" redding al onderdeel geworden van een NASA-legende, en kreeg hij van de agentschap de hoogste nerdy onderscheiding mogelijk: de bijnaam "steely-eyed missile man."

Maar om een of andere reden, doet die bijnaam nog niet echt recht aan de man die Apollo redde van de toorn van Zeus.