Скайлэб-4: Третий экипаж на американской космической станции

Введение

Skylab 4 (также SL 4 и SLM 3) была третьей пилотируемой миссией к Skylab и доставила третий и последний экипаж на первую американскую космическую станцию. Миссия началась 16 ноября 1973 года с запуска Джеральда П. Карра, Эдварда Гибсона и Уильяма Р. Пога в командном и служебном модуле "Аполлон" на ракете Saturn IB с Космического центра Кеннеди во Флориде и продолжалась 84 дня, 1 час и 16 минут. Астронавты Skylab 4 выполнили научные эксперименты в областях медицины, солнечных наблюдений, изучения ресурсов Земли, наблюдения кометы Коутека и других исследований, в общей сложности набрав 6051 час работы астронавтов. Пилотируемые миссии Skylab официально обозначались как Skylab 2, 3 и 4. Из-за недопонимания в нумерации на эмблемах миссий было указано "Skylab I", "Skylab II" и "Skylab 3" соответственно.

Запуск

Центр запуска НАСА располагался в районе, известном как мыс Кеннеди, начиная с 28 ноября 1963 года. Официально мыс Кеннеди вернул своё прежнее название – мыс Канаверал – 9 октября 1973 года. Запускные комплексы для ракеты Saturn V, LC 39A и LC 39B, по-прежнему находились в Космическом центре Кеннеди на острове Мерритт. Запуск с площадки LC 39B Космического центра Кеннеди состоялся 16 ноября 1973 года.

Экипаж

С тремя новичками на борту, Skylab 4 стал самым многочисленным экипажем, полностью состоящим из новичков, запущенным НАСА. После программы «Меркурий», где все участники были новичками, было всего четыре полёта НАСА, полностью укомплектованных новичками – Gemini 4, Gemini 7, Gemini 8 и Skylab 4.

Основные моменты миссии

Все новобранты-астронавты прибыли на борт "Скайлэба", чтобы обнаружить, что у них есть компания – три фигуры в летных костюмах. При ближайшем рассмотрении они обнаружили, что их спутники – три манекена, снабженные эмблемами миссии "Скайлэб-4" и именными бейджами, которые там оставили Эл Бин, Джек Лусма и Оуэн Гарриотт по окончании миссии "Скайлэб-3". Начало миссии было омрачено попыткой экипажа скрыть раннюю космическую болезнь Пога от врачей-летчиков, что было обнаружено диспетчерами полетов после загрузки бортовых голосовых записей. Начальник отдела астронавтов Алан Б. Шепард упрекнул их за это упущение, заявив, что они "допустили довольно серьезную ошибку в суждении". Экипажу было трудно адаптироваться к тому же уровню нагрузки, что и у их предшественников при активации станции. Первоначальная задача экипажа – разгрузка и размещение тысяч предметов, необходимых для их длительной миссии, также оказалась непосильной. График активации предусматривал длительные рабочие периоды с большим количеством задач, и экипаж вскоре почувствовал усталость и отставание от графика. Через семь дней после начала миссии в гироскопической системе управления ориентацией "Скайлэба" возникла проблема, которая могла привести к досрочному завершению миссии. "Скайлэб" зависел от трех больших гироскопов, рассчитанных таким образом, что любые два из них могли обеспечить достаточный контроль и маневрирование станции. Третий служил резервным в случае отказа одного из других. Отказ гироскопа был связан с недостаточной смазкой. Позже в ходе миссии второй гироскоп показал аналогичные проблемы, но специальные процедуры контроля температуры и снижения нагрузки позволили сохранить второй в рабочем состоянии, и дальнейших проблем не возникло. В День Благодарения Гибсон и Пог совершили 6,5-часовой выход в открытый космос. Первую часть выхода они посвятили установке экспериментов и замене пленки в солнечной обсерватории. Остальное время было потрачено на ремонт неисправной антенны. Во время выхода Гибсон заметил: "Вот это да! Если это не настоящая природа! Внутри ты просто смотришь в окно. А здесь ты – часть ее". Экипаж сообщил, что еда была хорошей, но немного пресной. Количество и тип потребляемой пищи строго контролировались из-за строгой диеты. Хотя экипаж предпочел бы использовать больше приправ для улучшения вкуса пищи, и количество соли, которое им разрешалось использовать, было ограничено по медицинским показаниям, к третьей миссии кухня NASA увеличила доступность приправ, а соль и перец были в жидком виде (гранулированная соль и перец, взятые на борт второй командой, были не более чем "загрязнителями воздуха"). 13 декабря экипаж обнаружил комету Когутека и направил на нее солнечную обсерваторию и ручные камеры. Они собрали спектры кометы с помощью Дальнеультрафиолетовой камеры/спектрографа. Они продолжали фотографировать ее по мере приближения к Солнцу. 30 декабря, когда комета вышла из-за Солнца, Карр и Гибсон заметили ее во время выхода в открытый космос. По мере продвижения работ на "Скайлэбе" астронавты жаловались на чрезмерную нагрузку, а наземные диспетчеры – на недостаточную производительность. NASA установила, что основными факторами были большое количество новых задач, добавленных незадолго до запуска, с минимальной подготовкой, и поиски оборудования, не находящегося на своих местах на станции. Была проведена радиоконференция для обсуждения проблем, что привело к изменению графика работы, и к концу миссии экипаж выполнил даже больше работы, чем планировалось изначально. "Скайлэб-4" был отмечен несколькими важными научными достижениями. Экипаж провел много часов, изучая Землю. Карр и Пог поочередно управляли системами управления, работая с датчиками, которые измеряли и фотографировали выбранные объекты на поверхности Земли. Гибсон и другие члены экипажа проводили наблюдения за Солнцем, записав около 75 000 новых телескопических изображений. Изображения были сделаны в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом спектрах. По мере приближения к концу миссии Гибсон продолжал наблюдать за поверхностью Солнца. 21 января 1974 года на поверхности Солнца образовалась активная область, которая сформировала яркое пятно, которое усилилось и выросло. Гибсон быстро начал снимать последовательность кадров, когда яркое пятно вспыхнуло. Эта пленка стала первой записью из космоса рождения солнечной вспышки. Экипаж также сфотографировал Землю с орбиты. Несмотря на инструкции не делать этого, экипаж (возможно, непреднамеренно) сфотографировал район 51, что вызвало небольшие споры между различными государственными учреждениями о том, следует ли публиковать фотографии этого секретного объекта. В конечном итоге фотография была опубликована вместе со всеми остальными в архиве изображений "Скайлэба" NASA, но оставалась незамеченной в течение многих лет. Астронавты "Скайлэба-4" совершили 1214 оборотов вокруг Земли и четыре выхода в открытый космос общей продолжительностью 22 часа 13 минут. Они пролетели 34,5 миллиона миль (55 500 000 км) за 84 дня, 1 час и 16 минут, проведенных в космосе. "Скайлэб-4" стал последней миссией "Скайлэба"; станция сошла с орбиты в 1979 году. Трое астронавтов поступили в NASA в середине 1960-х годов, во время программы "Аполлон", причем Пог и Карр вошли в состав вероятного экипажа отмененной миссии "Аполлон-19". В конечном итоге ни один из членов экипажа "Скайлэба-4" больше не летал в космос, поскольку ни один из них не был выбран для миссии "Аполлон-Союз", и все они ушли из NASA до первого запуска космического корабля "Спейс Шаттл". Гибсон, который прошел подготовку как астронавт-ученый, ушел из NASA в декабре 1974 года, чтобы заниматься исследованиями данных о солнечной физике, полученных с "Скайлэба", в качестве старшего научного сотрудника в The Aerospace Corporation в Лос-Анджелесе, Калифорния.

The all rookie astronaut crew arrived aboard Skylab to find that they had company – three figures dressed in flight suits. Upon closer inspection, they found their companions were three dummies, complete with Skylab 4 mission emblems and name tags which had been left there by Al Bean, Jack Lousma, and Owen Garriott at the end of Skylab 3. Things got off to a bad start after the crew attempted to hide Pogue's early space sickness from flight surgeons, a fact discovered by mission controllers after downloading onboard voice recordings. Astronaut office chief Alan B. Shepard reprimanded them for this omission, saying they "had made a fairly serious error in judgement." The crew had problems adjusting to the same workload level as their predecessors when activating the workshop. The crew's initial task of unloading and stowing the thousands of items needed for their lengthy mission also proved to be overwhelming. The schedule for the activation sequence dictated lengthy work periods with a large variety of tasks to be performed, and the crew soon found themselves tired and behind schedule. Seven days into their mission, a problem developed in the Skylab gyroscopic attitude control system, which threatened to bring an early end to the mission. Skylab depended upon three large gyroscopes, sized so that any two of them could provide sufficient control and maneuver Skylab as desired. The third acted as a backup in the event of failure of one of the others. The gyroscope failure was attributed to insufficient lubrication. Later in the mission, a second gyroscope showed similar problems, but special temperature control and load reduction procedures kept the second one operating, and no further problems occurred. On Thanksgiving Day, Gibson and Pogue accomplished a 61/2 hour spacewalk. The first part of their spacewalk was spent deploying experiments and replacing film in the solar observatory. The remainder of the time was used to repair a malfunctioning antenna. During the experience, Gibson remarked, "Boy if this isn't the great outdoors! Inside, you're just looking out through a window. Here, you're right in it." The crew reported that the food was good, but slightly bland. The quantity and type of food consumed was rigidly controlled because of their strict diet. Although the crew would have preferred to use more condiments to enhance the taste of the food, and the amount of salt they could use was restricted for medical purposes, by the third mission the NASA kitchen had increased the availability of condiments, and salt and pepper was in liquid solutions (granular salt and pepper brought aboard by the second crew was little more than "air pollution"). On December 13, the crew sighted Comet Kohoutek and trained the solar observatory and hand held cameras on it. They gathered spectra on it using the Far Ultraviolet Camera/Spectrograph. They continued to photograph it as it approached the Sun. On December 30, as it swept out from behind the Sun, Carr and Gibson spotted it as they were performing a spacewalk. As Skylab work progressed, the astronauts complained of being pushed too hard, and ground controllers complained they were not getting enough work done. NASA determined major contributing factors were a large number of new tasks added shortly before launch with little or no training, and searches for equipment out of place on the station. There was a radio conference to air frustrations which led to the workload schedule being modified, and by the end of their mission the crew had completed even more work than originally planned. Skylab 4 was noted for several important scientific contributions. The crew spent many hours studying the Earth. Carr and Pogue alternately crewed controls, operating the sensing devices which measured and photographed selected features on the Earth's surface. Gibson and the other crew made solar observations, recording about 75,000 new telescopic images of the Sun. Images were taken in the X ray, ultraviolet, and visible portions of the spectrum. As the end of their mission drew closer, Gibson continued his watch of the solar surface. On January 21, 1974, an active region on the Sun's surface formed a bright spot which intensified and grew. Gibson quickly began filming the sequence as the bright spot erupted. This film was the first recording from space of the birth of a solar flare. The crew also photographed the Earth from orbit. Despite instructions not to do so, the crew (perhaps inadvertently) photographed Area 51, causing a minor dispute between various government agencies as to whether the photographs showing this secret facility should be released. In the end, the picture was published along with all others in NASA's Skylab image archive, but remained unnoticed for years. The Skylab 4 astronauts completed 1,214 Earth orbits and four EVAs totaling 22 hours, 13 minutes. They traveled 34.5 million miles (55,500,000 km) in 84 days, 1 hour and 16 minutes in space. Skylab 4 was the last Skylab mission; the station fell from orbit in 1979. The three astronauts had joined NASA in the mid 1960s, during the Apollo program, with Pogue and Carr becoming part of the likely crew for the cancelled Apollo 19. Ultimately none of the crew of Skylab 4 flew in space again, as none of the three had been selected for Apollo–Soyuz and all of them retired from NASA before the first Space Shuttle launch. Gibson, who had trained as a scientist astronaut, resigned from NASA in December 1974 to do research on Skylab solar physics data, as a senior staff scientist with The Aerospace Corporation of Los Angeles, California.

Перерыв связи

Во время миссии Skylab 4 произошел незапланированный перерыв в связи: экипаж не поддерживал связь с центром управления полетами на протяжении части орбиты, когда Skylab находился в зоне видимости своих наземных станций слежения. К середине миссии экипаж Skylab 4 начал испытывать усталость и отставать от графика работ. Чтобы наверстать упущенное, они решили, что на ежедневном брифинге достаточно присутствия одного члена экипажа вместо всех троих, чтобы двое других могли продолжить выполнение текущих задач. Как Карр, так и Гибсон отметили, что этот инцидент частично послужил причиной обсуждения 30 декабря 1973 года, в ходе которого экипаж и специалист по связи с Землей Ричард Х. Трули пересмотрели расписание астронавтов с учетом их усталости. Карр назвал эту встречу "первым сеансом повышения осознанности в космосе". Этот случай широко изучался как пример в различных областях, включая космическую медицину, управление командой и психологию. Работа человека в космосе была и остается в 21 веке дорогостоящим мероприятием: один день на Skylab стоил около 22,4 миллиона долларов в ценах 2017 года, и поэтому любая приостановка работы считалась недопустимой из-за высоких затрат.

Наследие командного модуля

Командный модуль Skylab 4 был передан в Национальный музей авиации и космонавтики в 1975 году. Этот модуль представляет собой командный и сервисный модуль CSM 118 и провёл 84 дня на околоземной орбите в рамках миссии Skylab. По состоянию на сентябрь 2020 года он экспонируется в Историческом центре Оклахомы. Окна модулей космических аппаратов Skylab 3 и 4 изучались на предмет следов воздействия микрометеоритов. Половина внешней поверхности модуля была окрашена в белый цвет для улучшения теплового режима космического корабля. В то время как блоки II Apollo CSM использовали каптон, покрытый алюминием и диоксидом кремния, более поздние модули Skylab были окрашены в белый цвет со стороны, обращённой к Солнцу. Сейчас капсула экспонируется в Историческом центре Оклахомы в городе Оклахома-Сити.

Знак миссии

На треугольной эмблеме изображена большая цифра 3 и радуга, опоясывающая три области исследований, которые проводили астронавты. Во время полета астронавты дали следующее описание:

"Символы на нашивке относятся к трем основным направлениям исследований в рамках миссии. Дерево символизирует естественную среду обитания человека и указывает на задачу продвижения в изучении земных ресурсов. Атом водорода, как фундаментальный строительный блок Вселенной, представляет исследование человеком физического мира, применение знаний и развитие технологий. Поскольку Солнце состоит преимущественно из водорода, символ водорода также относится к целям миссии по изучению солнечной физики. Силуэт человека символизирует человечество и способность человека направлять технологии, опираясь на мудрость, смягченную заботой о природной среде. Он также связан с медицинскими исследованиями, проводившимися на станции "Скайлэб", посвященными самому человеку. Радуга, позаимствованная из библейской истории о Потопе, символизирует обещание, дарованное человечеству. Она охватывает человека и простирается к дереву и атому водорода, подчеркивая ключевую роль человека в гармонизации технологий и природы посредством гуманистического применения наших научных знаний." В некоторых версиях нашивки в верхней дуге была изображена комета, поскольку проводились исследования кометы Коутека.