Полёт STS-60: Первый американский шаттл с российским космонавтом.

Введение

1994 Американский пилотируемый космический полет

STS-60 была первой миссией программы «Шаттлы – Мир» США и России, в ходе которой на борту космического шаттла впервые в истории полетел российский космонавт Сергей К. Крикалев. Для выполнения этой миссии был использован космический челнок «Дискавери» НАСА, который стартовал с площадки 39А 3 февраля 1994 года из Космического центра Кеннеди во Флориде. В ходе миссии на орбиту были выведены экспериментальная установка «Wake Shield Facility» и модуль SPACEHAB, разработанный компанией SPACEHAB Inc., а также была осуществлена прямая двусторонняя аудиосвязь и передача данных с космонавтами, находившимися на борту российской космической станции «Мир».

Основные моменты миссии

После разделения внешнего бака (ET) и отключения основного двигателя (MECO) в 12:52 UTC было инициировано 2,5-минутное включение OMS, которое вывело «Дискавери» на целевую орбиту. Вскоре после старта пилот Кеннет С. Рейтлер-младший столкнулся с проблемами в работе своей переносной гарнитуры. Проблема была выявлена в блоке интерфейса гарнитуры (HIU), который был заменен на резервный экземпляр. Двери грузового отсека были открыты, и около 13:45 UTC экипажу было дано разрешение на проведение операций на орбите. Вскоре после выхода на орбиту экипаж STS-60 приступил к проверке систем «Дискавери» и активации коммерчески разработанного лабораторного модуля SPACEHAB и нескольких его экспериментов. Экипаж также активировал одну группу контейнеров Getaway Special (GAS) в грузовом отсеке. Активированные эксперименты модуля SPACEHAB включали полезную нагрузку Organic Separations, предназначенную для изучения методов разделения клеток для возможной фармацевтической и биотехнологической обработки, и комплекс Equipment for Controlled Liquid Phase Sintering Experiment (ECLiPSE) – печь, предназначенную для изучения возможностей создания более прочных, легких и долговечных металлов для использования в подшипниках, режущем инструменте и электронике. Среди активированных экспериментов на среднем палубе SPACEHAB были Immune 1, который должен изучить иммунную систему крыс в условиях невесомости, и комплекс Commercial Protein Crystal Growth, который направлен на выращивание крупных, хорошо упорядоченных кристаллов белка для облегчения изучения их структуры. Период сна экипажа начался в 18:10 по восточному времени. 5 февраля 1994 года в 11:30 UTC «Дискавери» непреднамеренно пролетела сквозь облако ледяных кристаллов сточных вод. Специалисты центра управления полетами установили, что из сопла сброса отходов вытекло около одной столовой ложки сточных вод. Операция по развертыванию Установки «Уэйк Шилд» была отменена 5 февраля 1994 года. Эта задержка была вызвана несколькими факторами, включая радиопомехи и невозможность считывания индикаторов состояния Установки «Уэйк Шилд» при освещении полезной нагрузки орбитального аппарата прямыми солнечными лучами. Первоначально развертывание планировалось на 16:00 UTC, но после захвата свободного аппарата и подъема его из грузового отсека в предстартовое положение экипаж и наземные специалисты не смогли определить, выдают ли индикаторы состояния питания и передатчика правильные показания. Убедившись, что проблема не связана с системным сбоем, а вызвана сложностью считывания индикаторов состояния, экипаж и специалисты центра управления полетами подготовились к повторной попытке выпуска. Помехи между радиопередатчиком на Установке «Уэйк Шилд» и приемником на ее грузовом креплении привели к задержке на один день. Развертывание Установки «Уэйк Шилд» также было отменено 6 февраля 1994 года во время ее 53-й орбиты в 17:25 UTC. Специалисты WSF и центра управления полетами работали над устранением проблем с датчиками тангажа и крена в системе ориентации, направления и управления WSF. Астронавт Ян Дэвис переместил запястный сустав манипулятора (Canadarm), чтобы попытаться направить датчик горизонта WSF на Солнце в попытке прогреть электронный блок датчика. Последняя возможность развертывания 6 февраля 1994 года – 50-минутное окно, начинающееся в 19:23 UTC на 54-й орбите – не была использована, так как WSF не был готов. Он остался закрепленным на Canadarm во время сна экипажа, пока наземные специалисты рассматривали варианты дальнейших действий. За ночь, находясь на конце манипулятора, WSF смог вырастить 2 тонкие пленки арсенида галлия (GaAs). Следующая возможность развертывания 7 февраля 1994 года должна была быть во время 67-й орбиты, но специалисты по полезной нагрузке и центра управления полетами пришли к выводу, что времени для безопасной разработки аварийных процедур в случае, если WSF не сможет поддерживать стабильный контроль ориентации без использования своего датчика горизонта, будет недостаточно. Было решено, что на оставшееся время миссии все операции WSF будут проводиться на конце Canadarm, и никаких операций WSF в свободном полете не будет. 7 февраля 1994 года в модуле SPACEHAB 2 продолжалась работа над рядом экспериментов, включая эксперимент с трехмерным микрогравитационным акселерометром (3 DMA), эксперимент с астрокультурой (ASC 3), пилотную лабораторию Bioserve (BPL), эксперимент с коммерческим генерическим биопроцессинговым аппаратом (CGBA), эксперимент с коммерческим выращиванием белковых кристаллов (CPCG), комплекс контролируемого синтеза жидкой фазы (ECLiPSE Hab), эксперимент по изучению иммунного ответа (IMMUNE 01), эксперимент с органическим разделением (ORSEP), космическую экспериментальную установку (SEF), биомодуль штата Пенсильвания (PSB) и эксперимент с системой измерения космического ускорения (SAMS). Сергей Крикалев работал с экспериментом SAMS. 8 февраля 1994 года в 12:38 UTC программа «Доброе утро, Америка» организовала прямую двустороннюю аудио- и видеосвязь между астронавтами на борту «Дискавери» и 3 космонавтами на борту российской космической станции «Мир». «Дискавери» находился над Тихим океаном, а «Мир» – над южной частью Соединенных Штатов. После этого работа над модулем SPACEHAB 2 и экспериментами на среднем палубе продолжалась, а Установка «Уэйк Шилд» продолжала работу на конце Canadarm. Возникла небольшая проблема с индикаторами состояния эксперимента 3 DMA, и экипаж передал видео для помощи в устранении неполадок. Астронавты завершили 6-й день полета в 00:10 UTC (9 февраля 1994 года). 7-й день полета (9 февраля 1994 года) начался в 08:20 UTC. Операции ODERACS были запланированы на 14:55 UTC во время 97-й орбиты, а развертывание BREMSAT – на 19:50 UTC. Эксперимент WSF был завершен, а проблема с телеметрией Установки помешала выращиванию 6-й и последней тонкой пленки на борту WSF. В течение миссии было выращено пять других тонких пленок, прежде чем Установка «Уэйк Шилд» была закреплена. Завершение работ по WSF было завершено к 13:10 UTC. В 12:58 UTC командир Чарльз Ф. Болден сообщил на Землю, что один из теплозащитных экранов (TPS) вокруг переднего рулевого двигателя «Дискавери» под окном кабины Болдена слегка отслоился. Яну Дэвис было приказано прекратить отключение питания и укладку манипулятора (Canadarm) и использовать руку для проведения фотосъемки передней левой стороны орбитального аппарата. В 19:20 UTC маховик спутника BREMSAT был раскручен, и BREMSAT был выброшен в космос в 19:23 UTC.
На 8-й день полета (10 февраля 1994 года) астронавты выполнили ряд операций для подготовки «Дискавери» к возвращению домой. Они включали огневые испытания всех 44 реактивных двигателей системы управления, проверку системы управления полетом, укладку SAREX, укладку CPCG, деактивацию ASC 3, деактивацию ORSEP, укладку всех неважных предметов кабины и укладку антенны Ku Band. Операции 9-го дня полета (11 февраля 1994 года) включали включение всех критических систем входа орбитального аппарата в атмосферу (включение группы B), деактивацию SAMS, деактивацию CAPL и подготовку к снижению. Специалисты центра управления полетами дали «Дискавери» разрешение на начало деактивации SPACEHAB в 13:00 UTC, что было завершено к 15:20 UTC. Посадка произошла на взлетно-посадочной полосе 15 КSC в 19:18:41 UTC.

After External Tank (ET) separation and main engine cutoff (MECO), a 2.5 minutes OMS burn was initiated at 12:52 UTC that circularized Discoverys orbit from a orbit to Shortly after liftoff, pilot Kenneth S. Reightler Jr. experienced problems with his portable headset. The problem was traced to the Headset Interface Unit (HIU) and that unit was swapped with a flight spare. The payload bay doors were opened and around 13:45 UTC the crew was given a go for on orbit operations. Shortly after reaching orbit, the STS 60 crew began checking Discoverys systems and activating the commercially developed SPACEHAB laboratory module and several of its experiments. The crew also activated one group of the payload bay Getaway Special (GAS) canisters. SPACEHAB module experiments that were activated included the Organic Separations payload, which is designed to investigate cell separation techniques for possible pharmaceutical and biotechnology processing, and the Equipment for Controlled Liquid Phase Sintering Experiment (ECLiPSE) package, a furnace designed to explore the possibilities of creating stronger, lighter and more durable metals for use in bearings, cutting tools and electronics. SPACEHAB middeck experiments that were activated included Immune 1, which will look at the immune systems of rats in orbit, and the Commercial Protein Crystal Growth package, which is attempting to grow large, well ordered protein crystals so that their structures can be more easily studied. The crew sleep period then began at 6:10 pm EST. At 11:30 UTC on February 5, 1994, Discovery inadvertently flew through a cloud of wastewater ice crystals. Flight controllers determined that approximately one tablespoon of wastewater leaked out of a waste dump nozzle. The Wake Shield Facility deployment operation was canceled on February 5, 1994. This delay was the result of several factors, including radio interference and an inability to read the Wake Shield Facility's status lights when the orbiter's payload bay is in full sunlight. Deployment originally was scheduled for 16:00 UTC, but after grappling the free flyer and lifting it out of the cargo bay and into the pre deploy position, crew members and investigators on the ground were unable to tell whether power and transmitter status lights were giving the proper indications. After determining that the problem was not a systems failure, but difficulty in reading the status lights, the crew and flight controllers prepared for another release attempt. Interference between the radio transmitter on the Wake Shield Facility and the receiver on its payload bay carrier resulted in a one day delay. Wake Shield Facility deployment was also canceled on February 6, 1994, during its orbit 53 opportunity at 17:25 UTC, WSF and flight controllers worked on problems with the Pitch and Roll sensors on WSF's Attitude, Direction and Control system. Astronaut Jan Davis moved the wrist joint on the Remote Manipulator System (RMS) arm (Canadarm) to try to point WSF's Horizon Sensor into the Sun in an attempt to warm up the sensor's electronics package. The last deployment opportunity for on February 6, 1994, was a 50 minute window beginning at 19:23 UTC on orbit 54 but WSF was not ready. It was left mounted on the Canadarm during the crew sleep period while ground controllers considered their options. On its perch at the end of the RMS over night, WSF was able to grow 2 Gallium Arsenide (GaAs) thin films. The next deployment opportunity on February 7, 1994, would have been during orbit 67 but payload controllers and flight controllers determined that there would be insufficient time to safely develop contingency procedures in the event that WSF was unable to maintain stable attitude control without the use of its Horizon Sensor. It was decided that for the remainder of the mission, all WSF operations would take place at the end of the Canadarm and there would be no WSF free flying operations on the mission. On February 7, 1994, work had been progressing in the SPACEHAB 2 module on a number of experiments. These included the Three Dimensional Microgravity Accelerometer (3 DMA) experiment, Astroculture experiment (ASC 3), Bioserve Pilot Lab (BPL), Commercial Generic Bioprocessing Apparatus experiment (CGBA), Commercial Protein Crystal Growth experiment (CPCG), Controlled Liquid Phase Sintering Hab (ECLiPSE Hab), Immune Response Studies Experiment (IMMUNE 01), Organic Separation experiment (ORSEP), Space Experiment Facility (SEF), Penn State Biomodule (PSB) and the Space Acceleration Measurement System (SAMS) Experiment. Sergei Krikalev had been operating the SAMS experiment. At 12:38 UTC on February 8, 1994, Good Morning America performed a live bi directional audio and downlink video hookup between astronauts on board Discovery and 3 cosmonauts on board the Russian Mir Space Station. Discovery was over the Pacific Ocean and Mir was over the southern United States. Afterwards, work progressed with SPACEHAB 2 module and middeck experiments while Wake Shield Facility continued operations at the end of the Canadarm. A slight problem developed with the status indicators on the 3 DMA experiment and the crew downlinked video to aid in troubleshooting. The astronauts ended Flight Day 6 at 00:10 UTC (February 9, 1994). Flight Day 7 (February 9, 1994) began at 08:20 UTC. ODERACS operations were scheduled for 14:55 UTC during Orbit 97 and BREMSAT deploy was scheduled for 19:50 UTC. The WSF experiment was brought to an end and a telemetry problem with the facility prevented the growth of the 6th and final thin film on board WSF. Five other thin films were grown throughout the mission before Wake Shield Facility was berthed. WSF closeout was completed by 13:10 UTC. At 12:58 UTC, commander Charles F. Bolden reported to the ground that one of the Thermal Protection System (TPS) blankets around Discoverys forward RCS thruster below Bolden's cabin window was slightly peeled back. Jan Davis was directed to halt her power down and stowage of the Remote Manipulator System (Canadarm) and use the arm to perform a camera survey of the front left side of the orbiter. At 19:20 UTC, the BREMSAT satellite momentum wheel was spun up and BREMSAT was ejected into space at 19:23 UTC at the rate of
On Flight Day 8 (February 10, 1994), the astronauts performed a number of operations to prepare Discovery for its trip home. These included Hot Fire tests of all 44 Reaction Control Systems jets, Flight control system checkout, SAREX stow, CPCG Stow, ASC 3 Deactivation, ORSEP Deactivation, stowage of all non essential cabin items and Ku Band antenna stow. Flight Day 9 (February 11, 1994) operations included the powerup of all critical orbiter entry systems (Group B powerup), SAMS deactivation, CAPL Deactivation and De Orbit preps. Ground controllers gave Discovery a go to start SPACEHAB deactivation at 13:00 UTC and this was complete by 15:20 UTC. Landing was at KSC runway 15 at 19:18:41 UTC.