1993 жылғы STS-51 ғарыш сапары

Кіріспе

1993 жылғы американдық пилотталған ғарышқа ұшу

STS-51 – 1993 жылдың қыркүйек айында Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) спутнигін ұшырған NASA Space Shuttle Discovery миссиясы. Ұшу барысында SPAS ORFEUS спутнигі мен оның IMAX камерасы да орналастырылып, қайта алынды, олар ғарыштағы Discovery ғарыш кемесінің керемет түсірілімдерін жасады. Сол жылы аяғында жоспарланған STS-61 Хаббл ғарыш телескопын (HST) күтіп-жөндеу миссиясы үшін құралдар мен техникаларды сынау мақсатында миссия кезінде ғарышқа шығу да жүзеге асырылды. STS-51 – Trimble TANS Quadrex Global Positioning System (GPS) қабылдағышымен ұшқан алғашқы шатл миссиясы болды. Ол жоғары орналасқан терезеге бекітілді, онда көру бұрышы шектеулі болды және шыныдан сигналдың әлсіреуі қабылдағыштың жұмысына елеулі әсер етті. Толық үш резервтік жүйелі 3 тізбекті GPS жүйесі 14 жыл өткен соң, 2007 жылы STS-118 миссиясымен ғана мүмкін болды.

Жоғары коммуникациялық технология спутнигі (ACTS)

"Advanced Communications Technology Satellite" спутнигі бірінші күні ұшырылды. Бұл спутник, жаңа тәжірибелік байланыс спутнигі концепциялары мен технологияларын сынауға арналған сынақ алаңы болды. Оның Трансферлік орбиталық сатысы (TOS) жоғарғы сатысы, ұшырылғаннан кейін 45 минут өткен соң іске қосылды және спутникті миссияның бірінші күнінде геосинхронды орбитаға жеткізді. ACTS-ты ұшырудың алғашқы әрекеті, экипаж Mission Control Center (MCC) орталығымен екі жақты байланысты жоғалтқанда кейіге шегерілді, ұшыру уақытына шамамен 30 минут қалғанда. Ұшуды басқарушылар Discovery-ден телеметрия және дауыс байланысын қабылдай алды, бірақ экипаж жерден байланыс ала алмады. Экипаж, ұшу алдындағы жоспарларда осындай жағдайға арналған шаралар қарастырылғандықтан, MCC-ден "ұшуға рұқсат" алмай, сағат 14:43-те CDT уақыты бойынша ұшырудан бас тартты. Ұшырудан бас тартқаннан кейін, экипаж шаттлдың S-диапазонындағы байланыс жүйесін төменгі жиілікке ауыстырып, жермен екі жақты байланысты қалпына келтірді. Екі жақты байланыс шамамен 45 минутқа үзілді. Экипажпен кеңескеннен кейін, ұшуды басқарушылар екінші, және ақыры сәтті ұшыруды жоспарлауды дереу бастады. 1993 жылдың 12 қыркүйегіндегі ұшыру кезінде, ғарыштық қолдау жабдығының (ASE) ішіндегі екі Super*Zip жарылғыш сымы – біреуі негізгі, екіншісі қосымша – бір мезгілде жарылды. Бұл, жүк бөлімі мен AFT арасындағы қалқанға орнатылған екі дүрліген оқшаулау жамылғыларында ұсақ жыртылыстарға әкеп соқты. ТОС-ты ұстап тұрған ASE сақинасы да зақымдалды, және орбиталық аппараттан алыстағанда шығарылған сынықтар көрінді. NASA ғарыш байланыс бағдарламасының маңызды бөлігі болған "Advanced Communications Technology Satellite" (ACTS), жоғары тәуекелді жаңа байланыс спутнигі технологиясын әзірлеу және сынақтан өткізуді қамтамасыз етті. Көптеген нүктелік сәулелі антенналар мен жетілдірілген борттағы коммутациялық және өңдеу жүйелерін пайдалана отырып, ACTS байланыс спутнигі технологиясында жаңа бастамаларды дамытты. NASA Glenn Research Center ACTS-ты әзірлеуге, басқаруға және пайдалануға жауапты болды, бұл эксперименттік байланыс спутниктерінің ұзақ тарихының бір бөлігі еді. ACTS Gigabit спутниктік желісінің маңызды бөлігі ретінде бастапқы миссиясын орындағаннан кейін, ғарыш аппараты ғарыш агенттігі мен коммерциялық емес консорциум арасындағы серіктестік арқылы жұмысын жалғастырды. 2004 жылдың 28 сәуірінде қаржысы таусылғаннан кейін ол өшірілді. Спутник, күн батареяларының жиектері Күнге қаратылып, "жатақ орбитасына" енгізілді, бұл оның қайта іске қосылуын теориялық тұрғыдан алғанда болдырмауы керек. NASA 2000 жылы, оның жоғарырақ жатақ орбитасына өту үшін отыны жетпеуі мүмкін деген қорытынды жасағаннан кейін, ғарыш аппараты 105,2° батыс бойлықтағы соңғы жатақ орбитасына көшірілді. Дегенмен, Richard Krawczyk, Glenn Research Center-дегі ACTS операциялық менеджерінің сөзіне сүйенсек, ACTS мыңдаған жылдар бойы атмосфераға қайта кірмейді.

The Advanced Communications Technology Satellite was deployed on flight day 1. This satellite served as a test bed for advanced experimental communications satellite concepts and technology. Its Transfer Orbit Stage (TOS) upper stage fired on time 45 minutes after deployment and boosted the satellite to geosynchronous orbit on the first day of the mission. The first attempt to deploy ACTS was delayed by the crew when two way communications were lost with Mission Control Center (MCC) about 30 minutes before the deploy time. Flight controllers could receive telemetry and voice communications from Discovery, however the crew could not receive communications from the ground. The crew waived off the 2:43 p. m. CDT deploy when they did not receive a "go" from MCC as called for in preflight plans made for just such an occurrence. After the waive off of deploy, the crew changed the shuttle's S Band communications system to a lower frequency and restored two way communications with the ground. The two way communications had been lost for a total of about 45 minutes. After consulting the crew, flight controllers began immediately planning for the second, and ultimately successful deploy. During the deployment on September 12, 1993, two Super*Zip explosive cords in the Airborne Support Equipment cradle (ASE) designed to release the spacecraft, one primary and the other a backup, simultaneously detonated. This caused minor tears in two dozen insulation blankets mounted on the bulkhead between the payload bay and the AFT near the #3 APU. The ASE ring holding the TOS was damaged as well, and ejected debris was visible as the stack moved away from the orbiter. The Advanced Communications Technology Satellite (ACTS), a significant activity of the NASA Space Communications Program, provided for the development and flight test of high risk advanced communications satellite technology. Using multiple spot beam antennas and advanced on board switching and processing systems, ACTS pioneered new initiatives in communications satellite technology. NASA Glenn Research Center was responsible for the development, management, and operation of ACTS as part of a long legacy of experimental communications satellites. After fulfilling its original mission as a key part of the ACTS Gigabit Satellite Network, the spacecraft continued operations through a partnership between the space agency and a nonprofit consortium. It was shut down April 28, 2004, after funding dried up. The satellite was put into a flat spin with its solar array edges facing the Sun, which should theoretically prevent it from ever being restarted. The spacecraft was moved to its final graveyard orbit at 105.2° west longitude – where it poses minimal risk to other satellites – after NASA concluded in 2000 that it probably lacked the fuel to move to a higher graveyard orbit. Nevertheless, ACTS should not re enter the atmosphere for thousands of years, according to Richard Krawczyk, the ACTS operations manager at Glenn Research Center.

ЖАҚЫРЫҚ-ҚЫЗМЫЗДАР

Бұл миссияның тағы бір пайдалы жүгі – Шатл Палет спутнигі (SPAS) жүк тасымалдауышына орнатылған Орбиталық алыс және экстремалды ультракүлгін спектрометрі (ORFEUS) телескопы болды. ORFEUS жұлдыздардың қалай пайда болатыны және қалай жойылатыны туралы ақпарат беру, сондай-ақ жұлдызаралық газды бұлттарды зерттеу үшін жасалды. Жүк бөлімінде сонымен қатар "Шектелген мерзімге арналған ғарыш ортасындағы үміткер материалдардың сынағы" (LDCE) да болды. Messerschmitt Bölkow Blohm (MBB) 1986 жылы SPAS тасымалдаушысын (бұрын STS 7, STS 41 B және STS 39 миссияларында қолданылған) еркін ұшатын астрономиялық платформаға айналдыруды бастады. DARA/NASA келісімі бойынша төрт бірлескен ғылыми миссия жүргізілуі жоспарланған, Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) спутникті, ал NASA шаттлдың ұшыруын, орналастыруын/қайтарып алуын қамтамасыз етті, ал екі тарап ғылыми құралдарды бөлісіп пайдаланды. NASA деректерге қол жеткізу және АҚШ эксперименттерін қосу шартымен шаттлды тегін ұсынды. 400 және 1280 ангстрем аралығындағы сәулеленуді өлшеуге арналған Орбиталық алыс және экстремалды ультракүлгін спектрометрі (ORFEUS) 1993 жылдың 13 қыркүйегінде 14:06 UTC-де босатылып, 1993 жылдың 19 қыркүйегінде 11:50 UTC-де қайтарып алынды. Тюбинген университеті, Штернварте Хайдельберг, Калифорния университеті (Беркли) және Принстон университеті (IMPAS) ғылыми үлес қосты. ORFEUS телескобын Германиядағы Kayser Threde компаниясы жасады, ал Францияның REOSC компаниясы f/2.5 айнасын жеткізді. 950–1150 Å толқын ұзындығындағы Жұлдызаралық ортаның сіңіру профилі спектрографы (IMAPS) ыстық галактикалық нысандар мен жұлдызаралық ортаны жоғары спектрлік ажыратымдылықта (240 000) бақылауға мүмкіндік берді. Бұл бейнематериалдың бір бөлігі "Space Station 3D" фильміне де енгізілді. Бұл SPAS платформасының төртінші ұшуы болды, жалбар Space Shuttle бағдарламасы кезінде жеті рет ұшу мүмкіндігі болды. SPAS ORFEUS нұсқасы 1996 жылы STS 80 миссиясында қайта ұшуға жіберілді.

Another payload on this mission was the Orbiting Retrievable Far and Extreme Ultraviolet Spectrometer (ORFEUS) telescope mounted on the Shuttle Pallet Satellite (SPAS) payload carrier. ORFEUS was designed to provide information on how stars are born and how they die, while studying gaseous interstellar clouds. Also in the cargo bay was the Limited Duration space environment Candidate materials Exposure (LDCE). Messerschmitt Bölkow Blohm (MBB) began development of the SPAS carrier (flown previously on STS 7, STS 41 B, and STS 39) in 1986 into a free flying astronomical platform. The DARA/NASA agreement called for four co operative science missions, with Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) providing the satellite, NASA the Shuttle launch and deployment/retrieval services, and the two parties sharing the science instruments. NASA provided the Shuttle free of charge, in return for access to data and the inclusion of U. S. experiments. ORFEUS, the Orbiting Retrievable Far and Extreme Ultraviolet Spectrometer, designed to measure radiation between 400 and 1280 angstroms, was released at 14:06 UTC, on September 13, 1993, and was retrieved at 11:50 UTC, on September 19, 1993. Science contributions came from the University of Tübingen, Sternwarte Heidelberg, University of California, Berkeley and Princeton University (IMPAS). ORFEUS' telescope was fabricated by Kayser Threde in Germany; France's REOSC provided the f/2.5 mirror. The separate 950–1150 Å Interstellar Medium Absorption Profile Spectrograph (IMAPS) added to the observations of hot galactic objects and the interstellar medium at high spectral resolution (240,000). Other payloads were Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR's) Surface Effective Sample Monitor and Canada's IMAX Cargo Bay Camera, which was used to film Discovery in orbit for the IMAX film Destiny in Space. A portion of this footage was also included in Space Station 3D. This was the fourth flight of the SPAS platform, of a total of seven during the space shuttle program. The SPAS ORFEUS version was reflown on mission STS 80 in 1996.

Көліктегіден тыс белсенділік (EVA)

1993 жылдың 16 қыркүйегінде ғарышкерлер Джеймс Ньюман мен Карл Э. Уолц құралдарды, тіректерді және аяқ тіреу платформасын бағалау мақсатында ғарыштан тыс іс-қимыл (ЭВА) орындады. Олардың нәтижелері Хаббл ғарыш телескопын (HST) қызмет көрсету миссиясын дайындаған инженерлер мен жоспарлаушыларды олардың дайындықтарының дұрыс екеніне көз жеткізді. Бұл STS-49 миссиясы кезінде ЭВА жаттығуларындағы кемшіліктерге жауап ретінде дайындық ЭВА-ны қамтитын үшінші және соңғы шаттл миссиясы болды. Ұзақ ғарыш серуені кезінде сынақтан өткен жаңа жабдық кейіннен 1993 жылғы желтоқсандағы Хаббл ғарыш телескопын қызмет көрсету миссиясында қажет болды. Бұл ғарышқа шығудың жалғыз мақсаты емес еді, сонымен қатар Ньюман мен Уолц орбитадағы жұмыс пен жердегі жаттығулар арасындағы айырмашылықтарды Миссияны басқару орталығына егжей-тегжейлі түсіндіріп, басқа да міндеттерді орындады. Екі ЭВА экипажының мүшелері күнінің көп бөлігінде жоспардан өзгеше, көбірек жұмыс атқарды. Астронавттар тазалап жатқанда, Discovery қайта оралуына байланысты құрал сандығының қақпағын ашу қиындық тудырып, оларды баяулатты. Құрал сандығының қақпағын ашу және жабуға кеткен уақыт ғарыш серуенін жоспарланғаннан 45 минутқа ұзартты, Ньюман мен Уолц көлік құралынан тыс жерде жеті сағат, бес минут және 28 секунд өткізді. Бұл адамзаттың ғарышқа жасаған 112-ші ЭВА-сы болды.

Екіншілік тәжірибелер

Кабинадағы пайдалы жүктерге Әуе күштері Мауи оптикалық орны (AMOS), Авроралық фотосурет эксперименті (APE B), Коммерциялық ақуыз кристалдарын өсіру (CPCG), Хромосома және өсімдік жасушаларының кеңістікте бөлінуі (CHROMEX), Жоғары ажыратымдылықтағы шаттл жарқылының спектроскопиясы (HRSGS A), IMAX, Полимер мембраналарды өңдеуге қатысты зерттеулер (IPMP) және Сәулеленуді бақылау құралдары (RME III) эксперименті кірді. Полимер мембраналарды өңдеу жөніндегі зерттеу (IPMP) Жердегі конвекцияның болмауында әртүрлі еріткіш жүйелердің араласуын зерттеуге бағытталған, мақсаты – түрлі полимер мембраналардың кеуектілігін бақылау. RME ұшу бойында экипаж кабинасындағы гамма-сәулелердің, электрондардың, нейтрондардың және протондардың сәулелену деңгейін өлшейді. Борттағы миссия маманы Джеймс Ньюман, ішкі құлақтың кеңістіктегі тепе-теңдігін қалай толықтыратынын зерттеудің бір бөлігі ретінде, салмақсыздық жағдайында көруді сынау үшін арнайы көзілдірік киді. Сондай-ақ, Ньюман «Дискавери» бортында ұшып келе жатқан Глобалдық позициялық жүйенің (GPS) қабылдағышын сынақтан өткізді, бұл құралды шаттлдың навигациясын толықтыру мүмкіндігін бағалау мақсатында жасалды. Сонымен қатар, ғарыш станциясының жұмысына дайындық ретінде, «Дискаверидің» отын жасушаларының бірі өшіріліп, қайта іске қосылды. Тағы бір медициналық бағалауда, командир Фрэнк Калбертсон және миссия маманы Дэниел Бурш, салмақсыздықтың денеге тигізетін әсерін күйзеуге ұшырату үшін жаттығу жасауды зерттеудің бір бөлігі ретінде «Дискаверидің» төменгі палубасында тік велосипедте жаттығу жасады. Экипаж сондай-ақ салмақсыздық жағдайында мембраналық сүзгілерді жақсартуға бағытталған экспериментті іске қосты және микрогравитацияның өсімдік жасушаларына тигізетін әсерін зерттейтін тағы бір экспериментті тексерді. Астронавттар Карл Уолц пен Джим Ньюман жарқылының әсерін зерттеуге арналған эксперименттерді жүргізді, олардың бірі – фильмге әсерді егжей-тегжейлі жазатын спектрометр, екіншісі – фотосуреттерге әсерді жазатын құрал. Бұл эксперименттер атомдық оттегімен қатар қандай газдар жарқылы тудыратыны туралы ақпарат беруі мүмкін. Атмосфераның жоғары қабаттарындағы газдар туралы мәліметтер болашақ ғарыш кемелерін жобалау және құрылыс жасау үшін жүк бөліміндегі материалдарға тигізетін әсерді зерттеу экспериментімен үйлестірілуі мүмкін.

In cabin payloads included the Air Force Maui Optical Site (AMOS), the Auroral Photography Experiment (APE B), the Commercial Protein Crystal Growth (CPCG), Chromosome and Plant Cell Division in Space (CHROMEX), High Resolution Shuttle Glow Spectroscopy (HRSGS A), IMAX, Investigations into Polymer Membrane Processing (IPMP) and the Radiation Monitoring Equipment (RME III) experiment. The Investigation into Polymer Membrane Processing (IPMP), is designed to research the mixing of various solvent systems in the absence of convection found on Earth in hopes of controlling the porosity of various polymer membranes. RME measures gamma ray, electron, neutron and proton radiation levels in the crew cabin throughout the flight. On board, Mission specialist James Newman donned a special visor to perform a medical experiment testing vision in weightlessness as part of investigations into how vision compensates for the inner ear's lack of balance in space. Newman also successfully tested a Global Positioning System receiver flying aboard Discovery as an evaluation of using such equipment to supplement the shuttle's navigation. Also, in a precursor of space station operations, one of Discoverys fuel cells was turned off and restarted. In another medical evaluation, Commander Frank Culbertson and Mission specialist Daniel Bursch rode a stationary bike on Discoverys lower deck as part of a continuing study of using exercise to counteract the effects of weightlessness on the body. The crew also powered up an experiment that looks at improving membrane filters in weightlessness and checked on another experiment that has been running well studying the effects of microgravity on plant cells. Astronauts Carl Walz and Jim Newman operated the experiments designed to study the glowing effect, one a spectrometer that records the effect on film in fine detail and another that records the effect on still photographs. The experiments are hoped to provide information about just what types of gases – in addition to atomic oxygen – create the glow. The information on kinds of gases in the extreme reaches of the atmosphere may be coupled with the materials exposure experiment in the cargo bay to assist with the design and construction of future spacecraft.

Миссияның белгісі

Бес ақ жұлдыз және бір сары жұлдыз белгісінің космостық тасымал жүйесінің миссиялық тізбегіндегі ұшудың нөмірін білдіруі мүмкін. Белгіде сондай-ақ оң жақта үшбұрышты SPAS ORFEUS та бейнеленген.

Деректі фильм

STS-51 экипажы ұшуға бекітілген күннен бастап, оқу кезеңінен және соңында миссияның өзіне дейін Ұлыбританияның Channel 4 телеарнасының түсірілім тобымен бірге болды. Осы экипаж туралы деректі фильм "Space Shuttle Discovery" деп аталады, оны Хизер Купер озбылаған. Ол 1993 жылы шықты.