Il 13 aprile 1970, due giorni dopo il lancio, il controllo missione a terra chiese all'equipaggio dell'Apollo 13 di rimescolare i serbatori di idrogeno e ossigeno, per evitare la stratificazione del loro contenuto. Uno dei cavi che alimentava le ventole di mescolamento aveva il rivestimento in Teflon danneggiato e questo provocò un corto circuito e il successivo incendio del cavo stesso. Le fiamme aumentarono la pressione interna al serbatoio rapidamente oltre il limite di rottura (1000 psi o 7 MPa). L’esplosione venne chiaramente avvertita dall’equipaggio e fece scattare l’allarme generale (Master Alarm). È a questo punto che venne pronunciata la storica frase: fu Swigert a pronunciarla inizialmente, in una forma leggermente diversa (“…Houston, we’ve had a problem …”) da quella comunemente nota ed attribuita a Lovell (“Houston, we have a problem.”).
La causa del problema sul momento era ignota e l’equipaggio pensava si trattasse di un meteorite che aveva centrato il modulo lunare (LM). Nell’esplosione era rimasto danneggiato anche il serbatoio #1 del’ossigeno e le tubature relative. Il contenuto venne disperso nelle ore successive fino ad esaurimento delle intere scorte del modulo di servizio (SM). Senza serbatoi dell’ossigeno non era possibile alimentare le celle a combustibile, che fornivano elettricità ed acqua al CM: fu necessario spegnere completamente il modulo di crociera (CM), per non consumare le batterie in dotazione necessarie per il rientro, ed utilizzare il LM come “scialuppa di salvataggio”. Una eventualità presa in considerazione durante una esercitazione ma considerata poco probabile. Chiaramente se fossero stati sulla via del ritorno (senza più il LM), l’incidente sarebbe stato mortale.
Il danno al SM rese impossibile effettuare l’allunaggio in sicurezza. Il Mission Control decise di optare per l’annullamento della missione e per un volo circumlunare, in modo da utilizzare la gravità lunare per riportare la capsula sulla Terra. Apollo 13 inizialmente si trovava su una Free Return Trajectory, ovvero una rotta che avrebbe riportato la capsula sulla Terra senza bisogno di utilizzare i motori, ma aveva modificato la propria orbita per poter raggiungere i piani di Fra Mauro. Per riportarsi sulla Free Return Trajectory fu necessaria una accensione del motore: per il motore del CM sarebbe stata una brevissima accensione, ma si decise di non rischiarlo poiché le sue condizioni non erano note. Venne usato, con molta difficoltà, il motore dello stadio di discesa del LM. L’accensione venne effettuata circa un’ora dopo l’incidente. L’altitudine di Apollo 13 al pericintio (detto anche perilunio o periselenio il punto più vicino alla superficie lunare di un’orbita) fu di circa 100 Km, la più alta di tutte le missioni lunari. È un record di altitudine che dura ancora oggi.
Il motore del LM venne acceso ancora due ore dopo il pericintio per accelerare il rientro (venne chiamata in gergo tecnico la PC+2 Burn). Un’ulteriore accensione fu richiesta più avanti nel corso del viaggio per una correzione minore (per aggiustare l’angolo di rientro in atmosfera). Le scorte di ossigeno, energia e acqua del LM sarebbero dovute bastare per supportare 2 persone per 2 giorni e non 3 persone per 4 giorni; questo portò ad un drastico razionamento. L’ossigeno era il problema minore: il LM ne aveva una abbondante scorta per poter ripressurizzare l’abitacolo dopo le missioni in superficie. Ma al contrario del CM, che si alimentava tramite le celle a combustibile, il LM utilizzava solo batterie all’argento-zinco e questo rese l’energia l’elemento critico: i sistemi del LM vennero spenti al minor livello possibile per mantenere il supporto vitale e le comunicazioni fino al rientro.
Un altro punto critico fu l’utilizzo delle cartucce di idrossido di litio per la rimozione dell’anidride carbonica dall’aria. Quelle disponibile all’interno del LM erano insufficienti per supportare il viaggio di ritorno (e alcune erano stivate fuori portata nel modulo di discesa). Il CM ne aveva invece una discreta scorta ma di forma incompatibile con quelli del LM (cubica nel CM, cilindrica nel LM). I controllori a terra dovettero inventarsi un sistema per utilizzare i filtri del CM; venne creata una ‘scatola’ in cui veniva inserito uno dei filtri del CM e che veniva poi collegato al sistema di aerazione tramite uno dei tubi delle tute per le missioni extra veicolari. Gli astronauti chiamarono l’accrocchio la ‘mailbox’, la cassetta delle lettere.
La temperatura all’interno della capsula scese considerevolmente. L’acqua condensava all’interno del CM e questo fu motivo di preoccupazione ulteriore per possibili danni all’impianto elettrico al momento della riattivazione. Grazie alle innumerevoli migliorie applicate dopo l’incendio di Apollo 1 non si verificarono problemi.
Avvicinandosi alla Terra, l’equipaggio separò il Service Module ed ebbe la possibilità di osservare e fotografare l’entità dei danni per successive analisi. Il pannello che ricopriva uno dei settori del SM mancava completamente ed erano visibili le celle a combustibile e i serbatoi di idrogeno ed ossigeno danneggiati.
Dopo aver riattivato il CM Odissey, il LM Aquarius venne separato (Lovell lo salutò con un ‘farewell Aquarius’, ‘addio Aquarius’). Il rientro avvenne senza problemi (si ebbe solo un periodo di blackout delle comunicazione particolarmente prolungato) e il CM ammarò alle coordinate 21°38′24″S 165°21′42″W, a sud-est delle isole Samoa Americane, a 6.5 Km dalla nave di recupero, la USS Iwo Jima. L’equipaggio era stremato ma in buone condizioni: il solo Haise ebbe bisogno di cure per aver sviluppato una infezione alle vie urinarie.
L’equipaggio e il team dei controllori di volo vennero premiati con la Presidential Medal of Freedom per il loro comportamento durante la missione.
Dopo questa missione, ci fu una lunga indagine sulle cause dell'incidente, e la navicella Apollo venne modificata per evitare lo stesso problema in seguito. Sebbene ancora oggi qualcuno parli di "misteriosa" esplosione, l'inchiesta (diretta da Edgar Cortright) ricostruì chiaramente la catena di eventi (nessuno dei quali, preso singolarmente, era grave) che portarono all'incidente. Tutto ciò è riportato anche nel citato libro di Lovell e Kluger. Dai registri di manutenzione risultava che il serbatoio di ossigeno n. 2 durante alcuni lavori eseguiti due anni prima aveva subito un leggero urto che, apparentemente non aveva provocato danni. Due settimane prima del lancio venne effettuata la prova generale di conto alla rovescia durante la quale vennero compiute tutte le operazioni (compreso il riempimento dei serbatoi) che poi sarebbero state ripetute prima del vero lancio. A prova conclusa i serbatoi dovevano essere svuotati; in particolare l'ossigeno liquido veniva spinto fuori dal serbatoio da ossigeno gassoso pompato attraverso un apposito tubo che serviva quell'unica volta a quel solo scopo.
Dopo un po' ci si accorse che il serbatoio n. 2 non si svuotava; evidentemente il tubo di drenaggio si era danneggiato nell'urto di due anni prima. Considerando che comunque quell'inconveniente non avrebbe influito sul funzionamento in volo e che una sostituzione del serbatoio avrebbe provocato un ritardo leggero ma sufficiente a far perdere la "finestra" di lancio venne decisa una procedura alternativa: far uscire l' ossigeno (tenuto normalmente a temperature inferiori a 200° sotto lo zero) riscaldandolo oltre la sua temperatura di ebollizione accendendo le resistenze interne al serbatoio. Lo stesso Lovell, cui come comandante spettava la decisione finale, autorizzò la procedura. L'impianto elettrico del modulo di servizio funzionava normalmente con la tensione a 28 volt fornita dalle celle a combustibile ma durante i collaudi (e durante questa operazione imprevista) veniva alimentato con una tensione di 65 volt fornita dalla torre di lancio; la cosa era resa possibile grazie ad una modifica di progetto intervenuta nel 1965, incredibilmente non erano stati adeguati i termostati. Quando la temperatura raggiunse i +26° il termostato scattò e si bruciò per il sovravoltaggio per cui le resistenze non si spensero e fecero raggiungere una temperatura, presumibilmente, di oltre 500° sufficiente a rovinare il rivestimento di teflon dei fili elettrici e creando la possibilità (effettivamente verificatasi) che azionando il sistema di rimescolamento scoccasse una scintilla.
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