¿Tiene algo que decir la estadística en el accidente del Challenger?
- Jesús Fernández Iglesias
- 26 ago 2020
- 3 Min. de lectura
Actualizado: 17 nov 2020
El martes 28 de Enero de 1986 tuvo lugar un conocido accidente. El transbordador espacial Challenger se desintegró 73 segundos despúes del lanzamiento, muriendo los 7 astronautas que formaban parte de la tripulación.
Tras el accidente se encargó el estudio de las causas de la tragedia a una comisión, la cuál dictaminó que el suceso fue causado por la fuga de combustible de uno de los tanques de fuel.
La nave espacial Challenger tenía dos cohetes propulsores. Dichos cohetes llevaban, cada uno, 3 juntas especiales selladas con anillos de goma (O-rings), diseñados para prevenir el escape de combustible muy caliente durante la ignición. Por tanto, el transbordador contaba con 6 anillos.
En aquel momento, se sabía que los anillos de goma sujetos a cambios importantes de temperatura y presión podían resultar dañados y llegar a fallar. Brevemente, un anillo bajo condiciones de fuerte presión en el momento de la ignición recupera fácilmente su forma si está en un ambiente templado, pero no así si el anillo está frío.
Esto puede dar lugar a un mal sellado de las juntas y a una pérdida de combustible, causa última atribuida por la comisión al desgraciado accidente.
El lunes 27 de Enero de 1986 se discutió por parte del personal de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) y de los fabricantes de los cohetes la conveniencia del lanzamiento. La temperatura prevista para el día 28 era de 31 ºF, ¿podría dicha temperatura afectar al funcionamiento de los anillos?
Para responder a esta pregunta, se usó la información disponible de los 23 lanzamientos previos en los que se habían podido analizar los fallos de los anillos. De los 23 lanzamientos, en 7 vuelos ocurrieron fallos.
Se puede apreciar cómo en 5 vuelos falló 1 anillo (2 vuelos se lanzaron un día con una temperatura de 70 ºF), por lo que la proporción de anillos fallidos fue de 0.16, mientras que en otros 2 vuelos fallaron 2 anillos de los 6 que tenía el transbordador, por lo que la proporción de anillos fallidos fue de 0.33.
Poniendo el foco de atención únicamente en los lanzamientos fallidos y aislando dichas observaciones se obtiene la siguiente gráfica:
A la vista de estos resultados, el personal de la NASA no apreció ninguna relación entre la proporción de fallos de los anillos y la temperatura que hacía en el momento del despegue de las naves.
Asumiendo la falta de relación anterior, se decidió realizar el lanzamiento, creyendo que la temperatura prevista para el día no afectaría a la ocurrencia de fallos en los anillos.
Horas después, ocurrió la catástrofe.
¿Y si analizamos los datos que estaban disponibles por aquel entonces desde otro prisma?
Ajustaremos a la información disponible el modelo conocido como Regresión Logística.
La Regresión Logística es un modelo estadístico utilizado para explicar y predecir los valores de una variable respuesta categórica a partir de los valores de una o más variables explicativas.
Para facilitar la lectura de este artículo no se muestra la manera en la que se ajusta el modelo, así como tampoco la comprobación de su adecuación a los datos y el estudio de los residuales.
Este modelo, en su versión básica, utiliza como función base la función logit.
Aplicándolo a nuestro problema, la variable respuesta es la ocurrencia de fallos en cada lanzamiento, y la variable explicativa la temperatura del día del lanzamiento.
Una vez ajustemos el modelo a la información disponible y tras comprobar su adecuación, podremos calcular la estimación puntual de la proporción de anillos fallidos cuando la temperatura del día del despegue sea de 31 ºF.
Ajustamos el modelo de regresión logística y representamos la curva junto con la información de los lanzamientos previos.
La predicción que ofrece el modelo es que a 31 ºF que habría el día del lanzamiento, la proporción de anillos fallidos es del 82%, casi 5 anillos de 6. La mera observación de este valor debería haber conducido a la posposición del lanzamiento.
Estudiando los residuales del modelo, diferencia entre el valor real y el valor predicho, nos damos cuenta que hay una observación que puede tratarse de un outlier o punto atípico.
Volviendo a ajustar el modelo prescindiendo de dicha observación, se obtienen unos resultados incluso más evidentes.
La predicción que ofrece el modelo es que a 31 ºF que habría el día del lanzamiento, la proporción de anillos fallidos es del 96%, es decir, prácticamente la totalidad de los O-rings del transbordador iban a resultar dañados.
Con la información disponible de los lanzamientos previos, el accidente del Challenger era bastante previsible. Este ejemplo ilustra la importancia de analizar correctamente los datos y poder evitar desastres de semejante magnitud.
REFERENCIAS:
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