¿Qué habría hecho la NASA si hubiera sabido que Columbia sufrió daños catastróficos?

Las respuestas a todas sus preguntas se describen extensamente en el apartado 6.4 (pág. 173) "Posibilidad de Rescate o Reparación" del Informe CAIB .

El Apéndice D-13 "Evaluación de opciones en vuelo de STS-107" es una descripción muy detallada del proceso que se utilizó para llegar a las opciones de auto reparación y rescate. Elementos principales del proceso:

• Se hicieron suposiciones sobre el tipo y el alcance del daño (aunque las pruebas en tierra y el análisis después del hecho identificaron un candidato muy probable para el daño, esto nunca fue y nunca podrá ser completamente verificado).
• Se realizó un análisis para determinar cuánto tiempo podría haber permanecido Columbia en órbita para esperar el rescate o intentar la reparación automática.
• Se estudió la viabilidad de acelerar la preparación del lanzamiento del Atlantis .
• Se analizaron las modificaciones requeridas a las cargas de software de vuelo de Atlantis .
• El EVA de rescate estaba planeado.
• Se estudió la eliminación del Columbia abandonado.
• Los materiales a bordo fueron evaluados por su posible utilidad en una auto-reparación.
• Se realizó un análisis de posibles cambios en la trayectoria de entrada para reducir la carga de calor (incluido el desecho de la carga útil).

TL; DR: Podría haber sido posible montar una misión de rescate usando un transbordador diferente que se está preparando para la próxima misión. Sin embargo, el debate sobre si esto hubiera sido prudente, dado que el problema del desprendimiento de espuma no se habría solucionado, habría sido intenso.

En el informe también se describen las opciones de autorreparación utilizando herramientas y técnicas de EVA. Básicamente consisten en acceder a la brecha y llenarla con materiales que podrían ayudar a frenar el aumento de la tasa de daño. La posibilidad de que algo de esto funcione es mayormente desconocida.

La ISS no habría jugado ningún papel en ningún rescate y no podría haber hecho nada para ayudar debido a su diferente inclinación orbital a la de la misión STS-107.

Algunas adiciones a la respuesta de Organic Marble.

El plan detallado en el informe de la CAIB muestra lo difícil que hubiera sido montar una misión de rescate. Aunque Atlantis se estaba preparando para la próxima misión, habrían tenido que reducir el tiempo de preparación de la misión a la mitad. No hay tiempo para pruebas y controles. Todos trabajando frenéticamente bajo una presión gigantesca sin lugar para errores.
Mientras tanto, la tripulación del Columbia necesitaría extender la misión mucho más allá de la vida útil en órbita diseñada para el Transbordador, siendo el aire (en realidad, los recipientes depuradores de dióxido de carbono) la limitación más crítica.

"Acelerar" es una palabra prosaica para el esfuerzo hercúleo que habría sido necesario. Las actividades que normalmente tienen lugar a lo largo de semanas o meses tendrían que realizarse en horas o días. Los funcionarios públicos y los contratistas de KSC tendrían que comenzar a trabajar en turnos las 24 horas del día, los 7 días de la semana, manteniendo las luces encendidas y el proceso funcionando cada hora de cada día, durante un mínimo de 21 días, para impulsar a Atlantis a través del proceso de pago y dejarlo listo para el lanzamiento.

Tres semanas incesantes y brutales de trabajo por turnos las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y eso sin margen alguno para errores o fallas. El equipo de la Instalación de Procesamiento Orbital, el equipo del Edificio de Ensamblaje de Vehículos y el equipo de la plataforma del Complejo de Lanzamiento 39 habrían tenido que hacer bien cada uno de los millones de pasos, y cada componente de Atlantis habría tenido que funcionar perfectamente la primera vez, o todo se desperdiciaría.

De la CAIB:

Cabe señalar que, aunque cada uno de los elementos individuales podría completarse en el mejor de los casos para permitir que se intente una misión de rescate, el riesgo total de acortar el tiempo de capacitación y preparación es mayor que el de los elementos individuales.

Una caminata espacial para evaluar el daño de Columbia habría sido difícil. Columbia no tenía mochilas propulsoras SAFER a bordo, por lo que su tripulación habría tenido que escalar libremente por el exterior del transbordador (un asunto precario sin asideros) para llegar al ala.

Del artículo de Ars Technica:

El rescate sin errores de Columbia habría dependido no solo de la ejecución impecable de los equipos en todos los centros de la NASA, sino también de una cantidad desconocida de eventos que sucedieron días, semanas, meses o incluso años en el pasado que condujeron al rescate. misión.

En respuesta a una de las preguntas del OP ( "Si hubieran sabido (o incluso sospechado) que el daño a Columbia habría resultado en una catástrofe al volver a entrar, ¿qué proceso habría tenido lugar?" ), si la NASA hubiera tenido una idea del Columbia había sufrido un gran daño durante el ascenso, sin duda habrían considerado un plan de reingreso diferente, más lógico a Edwards AFB . La sección más vulnerable de la ruta de vuelo, en términos de producción de escombros, habría estado al menos unos cientos de millas al oeste de la costa de California, sobre el Océano Pacífico.

Por lo menos, se habría visto como muy irresponsable enrutar el reingreso sobre áreas pobladas, ya que terminó siendo... y una onda de salida de una órbita (que se discutió, debido a preocupaciones climáticas en el Cabo - I estaba allí) habría puesto la trayectoria de reingreso sobre el área metropolitana densamente poblada de Houston.