Полёт Atlantis к станции "Мир" в 1995 году.

Введение

1995 американский экипаж космического полета к станции "Мир".

STS-74 был четвертой миссией в рамках американо-российской программы "Шаттл-Мир" и второй стыковкой космического шаттла со станцией "Мир". Космический челнок "Атлантис" стартовал со стартовой площадки 39A Космического центра Кеннеди 12 ноября 1995 года. Миссия завершилась через 8 дней посадкой "Атлантиса" в Кеннеди. Это была вторая в серии из семи последовательных миссий к станции, выполненных "Атлантисом". Шаттл доставил пару солнечных батарей вместе с российским стыковочным модулем, построенным для станции "Мир", что позволило космическому шаттлу стыковаться со станцией без перемещения модуля "Кристалл". В течение трех дней стыковки российский, канадский и американский экипажи переносили запасы и оборудование между "Атлантисом" и "Миром", переместили несколько долговременных экспериментов и модернизировали станцию новым оборудованием, особенно во время установки стыковочного модуля. Экипаж

Предыстория миссии

Подготовка экипажа к миссии началась примерно за тринадцать месяцев до этого, в 1994 году. Экипаж проходил обучение управлению космическим шаттлом, процедурам сближения и стыковки, которые потребовались бы при приближении "Атлантиса" к "Миру" в ходе миссии, а также управлению различными научными экспериментами, проводимыми на орбите во время миссии. Подготовка самого "Атлантиса" к миссии STS-74 началась с замены трех двигателей в правом блоке орбитальной маневренной системы "Атлантиса" в отсеке 2 Орбитального обрабатывающего комплекса 25 августа 1995 года. Установка трех главных двигателей шаттла на "Атлантис" была завершена 5 сентября 1995 года, как и завершение работ над российским стыковочным модулем. 7 ноября инженеры определили, что нет необходимости в дополнительных работах для проверки твердотопливных ускорителей перед полетом, после обнаружения небольших трещин в опорных стойках, прикрепленных к ускорителям, которые ранее в этом году уже совершили полет. Тщательный осмотр комплекса STS-74 показал, что таких трещин на ускорителях, которые будут использоваться для миссии, нет. Площадка 39A была очищена 9 ноября в рамках подготовки к заправке бортовых криогенных баков криогенным кислородом и водородом, которые обеспечивали электроэнергию через три бортовых топливных элемента и воду для полета в качестве побочного продукта. Первая попытка запуска, запланированная на 11 ноября 1995 года в 7:56 утра по восточному времени (12:56 UTC), была отложена из-за неблагоприятных погодных условий в районе Трансатлантического аварийного сброса (TAL). Первоначальное окно запуска составляло 6 минут 57 секунд, и обратный отсчет начался по графику. Экипаж находился на борту, когда отсрочка была объявлена на отметке T минус 5 минут, примерно в 7:51 утра по восточному времени (12:51 UTC). Хронология миссии

12 ноября (запуск и первый день полета)

После опроса группы управления миссией в 7:12 утра по восточному времени, в котором все станции (за исключением офицера по пусковой полосе) дали "разрешение на запуск", и после окончательного разрешения пусковой полосы для запуска в 7:20 утра по восточному времени, "Атлантис" взмыл в небо в начале 10-минутного 9-секундного окна запуска после безупречного отсчета без незапланированных задержек. Шаттл оторвался от стартовой площадки в 7:30:43 утра по восточному времени; основные двигатели были выключены в 7:39 утра по восточному времени. Примерно через 43 минуты после запуска, 2-минутный 13-секундный импульс двигателей изменил траекторию шаттла, направив его на круговую орбиту высотой 162 морские мили. Как только шаттл вышел на орбиту, пять членов экипажа начали настраивать "Атлантис" для работы на орбите. Двери грузового отсека "Атлантиса" были открыты примерно через 90 минут после полета, после чего было дано разрешение на проведение операций на орбите. Примерно через три часа после полета командир Кен Камерон и пилот Джим Халселл включили реактивные двигатели управления ориентацией орбитального аппарата в первом из серии корректирующих импульсов, которые уточнили траекторию "Атлантиса" к "Миру". Сразу после импульса первый канадский специалист миссии Крис Хэдфилд активировал российский стыковочный модуль, размещенный в грузовом отсеке шаттла, готовя его к стыковке с орбитальной стыковочной системой "Атлантиса" на второй день полета. 13 ноября (второй день полета)

Пять членов экипажа на борту космического шаттла "Атлантис" большую часть своего первого полного дня в космосе посвятили подготовке орбитального аппарата и его полезной нагрузки к стыковке российского стыковочного модуля с орбитальной стыковочной системой 14 ноября в преддверии стыковки с "Миром" 15 ноября. Модуль и система стыковки находились в грузовом отсеке "Атлантиса". Специалисты миссии Джерри Росс и Билл МакАртур осмотрели скафандры, которые им понадобятся, если во время стыковки или стыковочных операций потребуется выход в открытый космос. После осмотра скафандров специалист миссии Крис Хэдфилд включил роботизированную руку орбитального аппарата в подготовку к переносу стыковочного модуля к стыковочной системе "Атлантиса" на следующий день. Все системы, связанные с роботизированной рукой, работали нормально и были готовы к выполнению стыковки. Члены экипажа также проверили передовую космическую визуальную систему, точную систему выравнивания для роботизированной руки, которая была испытана на STS-74. OSVS, которая использовалась во время операции по стыковке, состояла из серии больших точек, размещенных на внешней поверхности стыковочного модуля и стыковочной системы. В расписание дня также входило установка и выравнивание центральной камеры в центре орбитальной стыковочной системы. Эта камера позже помогла командиру Кену Камерону в выполнении финальных пилотских задач при приближении и стыковке "Атлантиса" с "Миром". В 5:00 утра CST (11:00 UTC) во второй день "Атлантис" находился примерно в 9656 километрах позади "Мира" и приближался к станции со скоростью около 595 километров за оборот. Камерон, Хэдфилд и другие доступные члены экипажа также провели утро, отвечая на вопросы канадских журналистов из Монреаля и Торонто. Хэдфилд, астронавт Канадского космического агентства, был четвертым канадским астронавтом, полетевшим на шаттле. После проверки и готовности всех систем, необходимых для соединения российского стыковочного модуля с "Миром" на четвертый день полета, экипаж STS-74 улегся спать на 8 часов во второй половине дня.

The five member crew aboard the Space Shuttle Atlantis spent the bulk of their first full day in space readying the orbiter and its payloads for the 14 November mating of the Russian docking module to the Orbiter Docking System in advance of the 15 November docking to Mir. Both the module and the docking system were located in Atlantiss payload bay. Mission specialists Jerry Ross and Bill McArthur inspected the spacesuits they would don should a spacewalk become necessary during the mating or docking operations. Following the space suit inspection, Mission Specialist Chris Hadfield powered up the orbiter's robot arm in preparation for the next day's transfer of the docking module over to Atlantis's docking system. All systems affiliated with the robot arm operated as expected and were ready to support the mating. The crew members also checked out the Advanced Space Vision System, a precise alignment system for the robot arm that was tested on STS 74. The OSVS, which was used during the mating operation, consisted of a series of large dots placed on the exterior of the docking module and the docking system. The day's schedule also included the installation and alignment of the centerline camera in the centre of the Orbiter Docking System. The camera later assisted Commander Ken Cameron in final piloting tasks as Atlantis moved towards and docked with Mir. At 5:00 am CST (11:00 UTC) on day 2, Atlantis was about 4,000 statute miles behind Mir, and was closing in to the space station at a rate of about 380 statute miles per orbit. Cameron, Hadfield and other available crew members also spent the morning answering questions posed by Canadian reporters located in Montreal and Toronto. Hadfield, a Canadian Space Agency astronaut, was the fourth Canadian astronaut to fly on the shuttle. With all of the systems that were to put the Russian Docking Module in place for a flight day 4 link up with Mir'' checked out and ready to go, the STS 74 crew settled down for 8 hours of sleep that afternoon.

14 ноября (третий день полета)

В третий день полета экипаж STS 74 успешно состыковал 15-футовый российский док-модуль с орбитальной стыковочной системой шаттла. Во время состыковки проблем не возникло. Крис Хэдфилд, астронавт Канадского космического агентства и специалист миссии STS 74, использовал роботизированную руку шаттла, чтобы извлечь док-модуль из кормовой части грузового отсека, повернуть его в вертикальное положение и подвести на расстояние пяти дюймов до орбитальной стыковочной системы. В этот момент шаттл включил двигатели ориентации и направил шаттл к док-модулю. После фиксации двух космических аппаратов, стыковочное кольцо орбитальной стыковочной системы убралось, и серия крюков и защелок обеспечила герметичное соединение между ними. Состыковка была подтверждена в 1:17 по центральному зимнему времени, когда «Атлантис» находился на 30-й орбите над Восточной Европой. Сразу после захвата командир Кен Камерон выразил благодарность экипажу за подготовку к установке док-модуля. Около 3:00 по центральному зимнему времени экипаж получил разрешение от наземных служб управления полетами освободить роботизированную руку от док-модуля. Вскоре после этого члены экипажа повысили давление в кабине с 10,2 до 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Давление в кабине было снижено на случай, если в процессе состыковки возникнет необходимость в экстренном выходе в открытый космос. Члены экипажа также установили камеру в верхний люк док-модуля. Эта камера впоследствии обеспечила Камерону основную визуальную информацию при маневрировании «Атлантиса» к стыковке с «Миром» на четвертый день полета. К 5:00 утра по восточному времени «Атлантис» отставал от «Мира» примерно на 1450 статутных миль и сближался со скоростью около 180 статутных миль за орбиту. Последующая серия включений двигателей для сближения дополнительно скорректировала скорость, что привело к стыковке с «Миром» в 06:27:38 UTC 15 ноября.

15 ноября (четвертый день полета и стыковка)

Атлантис наконец пристыковался к модулю "Кристалл" станции "Мир" с помощью верхнего андрогинного узла стыковочного модуля на четвертый день полета. Напряжение на борту "Атлантиса" было высоким, когда Кэмерон маневрировал шаттлом к "Миру", используя двигатели орбитального аппарата. "Атлантис" пристыковался к "Миру" в 06:27:38 UTC после безупречной серии орбитальных маневров. После завершения всех необходимых проверок и открытия люков, пять астронавтов шаттла переместились на "Мир", чтобы провести три дня совместных операций с экипажем станции "Мир" – российскими космонавтами Юрием Гидженко и Сергеем Авдеевым (выполнявшими экспедицию Mir EO 20) и астронавтом ESA Томасом Райтером (участвовавшим в экспедиции Euromir 95). Экипажи приветствовали друг друга рукопожатиями и объятиями, после чего состоялся традиционный обмен подарками: цветами и шоколадом. Экипаж также передал на "Атлантис" для возвращения на Землю различные образцы экспериментов, оборудование для ремонта и анализа, а также продукцию, изготовленную на "Мире", вместе с экспериментом Университета Калифорнии в Беркли, который находился на орбите на борту "Мира" в течение предыдущих четырех лет. На борту "Атлантиса" также находился полезный груз GPP, состоящий из двух экспериментов – самого эксперимента GPP и эксперимента по фотограмметрической структурной динамике (PASDE). Управлением полезным грузом занималось Специальное подразделение полезных грузов Центра космических полетов Годдарда. Эксперимент GPP изучал энергетику и динамику термосферы, ионосферы и мезосферы Земли с использованием широкополосной спектроскопии. GPP также исследовал взаимодействие космических аппаратов с атмосферой, наблюдая свечение шаттла и "Мира", запуски двигателей шаттла, сброс воды и очистку топливных элементов. Три контейнера PASDE, размещенные в грузовом отсеке, фотограмметрически регистрировали данные о структурном отклике солнечных батарей "Мира" во время стыковочной фазы миссии. Эти данные были впоследствии проанализированы на Земле для проверки возможности использования фотограмметрических методов для определения структурной динамики массива, что демонстрировало потенциал этой технологии для снижения затрат и рисков при создании Международной космической станции. В 08:15:44 UTC 18 ноября "Атлантис" отстыковался от нижнего андрогинного узла стыковочного модуля, оставив стыковочный модуль постоянно прикрепленным к модулю "Кристалл", где он обеспечивал зазор между шаттлом и солнечными батареями "Мира" во время последующих стыковок. В случае неблагоприятных погодных условий была запланирована вторая возможность посадки – посадка в KSC в 13:37 EST с началом торможения на орбите 129 в 12:36, но она не потребовалась.

Atlantis finally docked to Mir's Kristall module using the docking module's top androgynous unit on flight day 4. The tension was high aboard Atlantis as Cameron maneuvered the shuttle towards Mir using the orbiter's thrusters. Atlantis docked with Mir at 06:27:38 UTC following a faultless set of orbital maneuvers. After all the required checks had been completed and the hatches had been opened, the five shuttle astronauts moved into Mir, ready to carry out three days of combined operations with Mir'''s resident crew, Russian cosmonauts Yuri Gidzenko and Sergei Avdeyev (carrying out the Mir EO 20 expedition) and ESA astronaut Thomas Reiter (flying on the Euromir 95 expedition). The two crews greeted each other with handshakes and hugs before carrying out a traditional gift exchange, with flowers and chocolates being swapped between the crews. The crew also transferred various experiment samples, equipment for repair and analysis and products manufactured on Mir back to Atlantis for transfer back to Earth, along with the University of California Berkeley Trek Experiment which had been flying on orbit aboard Mir for the previous four years. Meanwhile, flying aboard Atlantis was the GPP payload which consisted of two experiments – the GPP experiment and the Photogrammetric Appendage Structural Dynamics Experiment (PASDE). The payload was managed by Goddard Space Flight Center's Special Payloads Division. The GPP studied the Earth's thermosphere, ionosphere and mesosphere energetics and dynamics using broadband spectroscopy. GPP also studied spacecraft interactions with the atmosphere by observing shuttle and Mir glow, shuttle engine firings, water dumps and fuel cell purges. Three PASDE canisters, located throughout the cargo bay, also photogrammetrically recorded structural response data of the Mir solar arrays during the docked phase of the mission. This data was later analyzed on the ground to verify the use of photogrammetric techniques to characterize the structural dynamics of the array, thus demonstrating that this technology would result in cost and risk reduction for the International Space Station. At 08:15:44 UTC on 18 November, Atlantis undocked from the docking module's bottom androgynous unit, leaving the docking module permanently attached to the Kristall module, where it provided clearance between the shuttle and Mir'''s solar arrays during subsequent dockings. A second landing opportunity had been planned in case of bad weather, for a KSC landing at 1:37 pm EST with a deorbit burn at 12:36 pm on orbit 129, but it was not required.