Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Pilotované lety > STS > STS-41-C Ch/F-5
tisk 
M.označení Start Přistání Délka letu Poznámka
1984-034A 06.04.1984 13.04.1984 6d23h40m LDEF 1, oprava SMM


Posádka STS-41-C
Posádka :
Crippen,R.L.[VE] | Scobee,F.R.[PL] | Hart,T.J.[MS] | Nelson,G.D.[MS] | Van Hoften,J.D.[MS]

[ Popis letu | Obrázky | Experimenty | STS-41-C v NASA ]


Znak STS-41CPopis letu : (převzato z L+K 14/84 se svolením Mgr. A.Vítka)

STS-41-C

ZÁPAS S DRUŽICÍ

Ing. JOSEF KRUPIČKA, CSc.
ANTONÍN VÍTEK, CSc.

Přípravy k letu STS-41-C byly zahájeny s časovým předstihem zhruba pěti dnů, vzhledem k tomu že Challenger při předchozím letu přistál na Kennedy Space Center. Místo celé řady firem pod dohledem Rockwell International se tentokrát poletových oprav i přípravy k pátému startu Challengeru ujali zaměstnanci firmy Lockheed, která vyhrála konkurs na zajišťování komplexu pozemních služeb na kosmodromu.

Vlastní odpočítávání bylo zahájeno 4. dubna ve 3 hodiny ráno východoamerického času. Proběhlo normálně, včetně čtyř obvyklých přerušení a prakticky se ničím nelišilo od těch předchozích. Zato startovní okno 6. 4. se scvrklo na pouhé tři minuty - od 08.59 do 09.02 místního času. Tuto šibeniční lhůtu diktoval požadavek, aby na Havajských ostrovech panovala ještě tma, ale v Kalifornii už bylo dostatek světla.

Tma na Havajských ostrovech souvisela s odhozením nádrže ET. Raketoplán byl tentokrát naváděn přímo na vysokou oběžnou dráhu s prvním apogeem 460km, téměř odpovídajícím výšce dráhy družice SMM. Vzhledem k tomu byla jeho konečná rychlost vyšší a odhozená nádrž ET opsala téměř tři čtvrtě oběhu kolem Země. Zanikla v atmosféře poblíž Havajských ostrovů a zájem na sledování jejího konce požadoval, aby se odehrálo ještě za tmy. Světlo v Kalifornii bylo žádoucí pro případ, že by raketoplán přistával po prvním obletu nouzově na základně Edwards.

Start Challengeru STS-41C (06.04.1984)Start ve 13.59 UT proběhl normálně, až na to, že pod vlivem chyby v algoritmu jeho řízení stoupal Challenger zbytečně příkře, takže hlavní motory spotřebovaly více pohonných hmot než předpokládal plán; i tak však zůstala rezerva paliva asi 2340 kg.

Motory SSME dohořely ve výšce 105,5km při rychlosti 7936 m/s. Manévrem OMS-1 se Challenger dostal na dráhu 59-467 km a o 43 minut později manévrem OMS-2 do výše 213-467 km. Pozdější cirkularizace tuto dráhu upravila na 463 km nad zemským povrchem.

Když velitel letu L. R. Crippen a pilot Challengeru F. R. Scobee dokončili manévrování s raketoplánem, nastala práce S. letovým specialistům, G. D. Nelsonovi, T. J. Hartovi a J. D. van Hoftenovi.

Nejprve museli vypustit družici LDEF (Long Duration Exposure Facility), 15 m dlouhý dvanáctiboký hranol o průměru 4,2 m a hmotnosti 9600 kg. Hranol představuje univerzální nosnou konstrukci, určenou k vystavování materiálů dlouhodobým účinkům a vlivu kosmického prostoru. V daném okamžiku má na palubě celkem 57 exponátů z Kanady, Dánska, Francie, NSR, Irska, Nizozemí, Švýcarska, Velké Británie a přirozeně i z USA. Spojené státy zde vedle jiného umístily i tři experimenty vojenského charakteru - zkoušky materiálů pro tzv. kradmý bombardér.

Družice LDEF na manipulátoru RMS krátce před vypuštěním (07.04.1984)Vypouštěcí sekvenci zahájil Terry Hart 7. 4. Nejprve dálkovým manipulátorem RMS zapojil vypínač na povrchu LDEF a aktivoval zdroje proudu pro některé pokusy (většina z nich je pasívních, bez dodávky elektrické energie). Pak kanadskou rukou vytáhl opatrně družici za kotvičku z nákladového prostoru. Opatrnost byla na místě, protože LDEF představovala pro RMS dosud nejtěžší břemeno. Ruka provedla několik počítačem řízených pohybů, aby se zjistilo, co dělá tak těžký předmět na konci patnáctimetrového ramene. Vše však probíhalo dle očekávání. Za necelé dvě hodiny byla LDEF zorientována tak, že její hlavní osa mířila do středu Země. To je předpoklad pro gravitační stabilizaci této družice, která má být vylovena z prostoru až v březnu příštího roku. Aby stabilizace gradientem gravitačního pole fungovala, bylo třeba vyčkat uklidnění kmitů družice. Po hodině čekání se LDEF otáčela kolem své osy rychlostí menší než 0,025°/s, tj. jedenkrát za čtyři hodiny, takže osádka Challengeru došla k názoru, že drží jako Gibraltarská skála a na povel ze Země ji nad ostrovem Guam uvolnila z drapáku.

O den později, v ranních hodinách 8. 4., se Challenger čtyřmi manévry během čtyř hodin dostal do bezprostřední blízkosti sluneční družicové observatoře, SMM, obecně zvané Solar Max. Při pohledu ze stropního okénka se jevila osádce Challengeru jako zlatý, lesklý balík, se dvěma stříbřitými panely slunečních baterií.

Tato družice, vypuštěná v roce 1980, během sedmi měsíců postupně ztrácela možnost orientace, jak se jedna po druhé přepalovaly pojistky stabilizačních gyroskopů. Fungovat nepřestal jen magnetický stabilizační systém, který však dokáže zabránit pouze roztočení SMM a umožňuje udržovat zvolenou orientaci za cenu velkého výdeje elektrické energie.

Družice v ceně čtvrt miliardy dolarů byla tedy prakticky nepoužitelná. Pomalu se otáčela kolem své osy rychlostí 1°/s, aby panely se slunečními články byly alespoň částečně vystaveny jeho záření a mohly zásobovat systémy SMM elektrickou energií.

Crippen zaparkoval Challenger asi 60 m od družice a van Hoften spolu s Nelsonem vyrazili na zteč. Ve 13.25 UT vystoupili do nákladového prostoru. Van Hoften pomohl svému druhovi připevnit na opěradla manévrovací jednotky MMU-2 spojovací adaptér TPAD. Ve 14.17 UT, přesně při východu Slunce, vylétl Nelson z nákladového prostoru a zamířil k družici. Zastavil na dosah ruky před ní. Solar Max zdánlivě visel v prostoru a pomalu se otáčel. Po necelé otáčce spatřil Nelson stěnu s uchycovací kotvou. Vyrazil směrem k ní rychlostí 30 mm/s a současně se přizpůsoboval rotaci družice. Adaptér správně zachytil kotvičku, ale zámky se nesevřely! Nelson opakoval svůj nájezd znova a pak ještě jednou, s čím dál tím větší razancí. Bezvýsledně. Docílil jedině toho, že se družice začala převracet a zrychlovala rotaci.

Crippen, který se právem obával, že za této situace nebude možno uchopit SMM ani kanadskou rukou, dal Nelsonovi příkaz, aby se pověsil rukama za jeden sluneční panel a pokusil se SMM stabilizovat. Ovládnout dvoutunový kolos tímto způsobem bylo však nad lidské síly, i když jakýs-takýs úspěch Nelson přece jen zaznamenal. Ale také zásoby dusíku pro trysky MMU se snížily o 40%. Vzhledem k tomu dostal letový specialista pokyn, aby se neprodleně vrátil. Právě v okamžiku, kdy Nelson uposlechl, provedl Crippen s Challengerem malý manévr. Letícímu kosmonautovi se však zdálo - do té míry je pocit pohybu relativní - že ho MMU přestala poslouchat a že letí kdoví kam do horoucích pekel. Nežli si uvědomil, že polohu změnil raketoplán, vylétl jeho tep ze 60 na 100 za minutu a po těle mu stékaly potůčky potu.

Také Crippen měl svůj problém, dosti podobného druhu: v předním modulu motorků RCS na raketoplánu nebylo dostatek pohonných hmot na to, aby Challenger v případě nouze mohl letět na pomoc havarované MMU. Proto řídicí středisko zvolilo záložní řešení a doporučilo, aby se osádka Challengeru pokusila zachytit družici přímo. Crippen se k ní s raketoplánem přiblížil až na 12 m a Hart zkusil zachytit kotvičku SMM kanadskou rukou. Nezdar prvního pokusu se dal očekávat. Jenže pak přišel druhý třetí a čtvrtý. Všechny nadarmo. Prostě to nešlo. Jediným výsledkem byla ztráta 13 až 15% pohonných hmot pro přední motorky RCS a nekontrolovatelné převracení družice SMM. Takové jankovité chování ohrožovalo nejen raketoplán, ale i družici samotnou, a proto řídicí středisko pokus ukončilo.

V Johnson Space Center zavládla pohřební nálada: raketoplán selhal právě v tom, co bylo pokládáno za jeho největší výhodu. Podle reklamy měl sloužit k zachycování a opravě družic - a přitom hned napoprvé utrpěl porážku. O nic lépe to nevypadalo v Goddardu. Středisko ovládající SMM zahájilo pokusy o její stabilizaci magnetickými torzními tyčemi, ale první tři hodiny zde vládl zmatek nad zmatek. Palubní počítač SMM dostával falešné údaje, protože malé gyroskopy pro měření rotace nebyly na tak velké hodnoty rotace dimenzovány a ukazovaly "na doraz".

Teprve použití náhradního programu, odvozujícího polohu družice z magnetometrů, přivodilo obrat k lepšímu. Rychlost rotace SMM se pomalu zmenšovala, ale také zásoby elektřiny v akumulátorech nezadržitelně klesaly. Hrozilo nebezpečí, že se vyčerpají dříve, než bude družice stabilizována natolik, aby ji osádka raketoplánu mohla zachytit. Pro urychlení stabilizace se uvažovalo o pyrotechnickém odstřelu rozměrných panelů slunečních baterií a středisko v Goddardu vypojilo pro úsporu energie dokonce i vysílač telemetrických údajů.

Pak došlo k něčemu téměř neuvěřitelnému. Po několikahodinovém úsilí se podařilo rotaci téměř úplně zastavit až na nepatrný zbytek 0,02 o/s vzhledem k podélné ose, resp. 0,09 o/s vzhledem k příčným osám. Nyní bylo třeba znovu nahrát program řízení SMM pomocí palubních gyroskopů, naklonit družici panely více ke Slunci a opět zvýšit rotaci na 0,5 o/s, jednak za účelem zvýšení autostability a také proto, aby Crippen nemusel SMM oblétávat s raketoplánem při hledání kotvičky.

Setkávací manévr byl zahájen ráno 10. 4. ze vzdálenosti 90 km. Challenger podletěl asi 760 m pod družicí a stoupajícím obloukem se dostal asi 100 m před ni. K závěrečnému přibližování ve 12.40 UT volil Crippen tzv. modus "low-Z", umožňující přesnost manévrování ve zlomcích milimetru za sekundu, ovšem s dvanáctinásobnou spotřebou paliva proti obvyklému postupu. Nedostatek paliva však nebyl za dané situace tak významný, jako klidné a bezpečné zkrácení vzdálenosti.

Porouchaná družice SMM po zachycení manipulátorem RMS (10.04.1984)Po osmi minutách letu urazil Challenger asi 70 m. Ve 12.51 UT oznámilo středisko v Goddardu, že proudy plynů z trysek RCS musely zasáhnout družici, protože SMM trochu změnila rotaci. Akce tedy byla znovu ohrožena a nervozita na Zemi vzrůstala. Ve 12.52 UT zjistil Houston podle telemetrických údajů, že osádka raketoplánu operuje s kanadskou rukou a že tedy Challenger musí být družici blíže než na 15 m. Kosmonauti se střediskem v těch kritických minutách téměř nepromluvili a zrovna v rozhodujícím okamžiku se celý systém dostal mimo oblast spojení přes TDRS-1.

Zpráva o úspěšném zachycení Solar Max přišla až přes Austrálii ve 12.58 UT a o hodinu později měl už Hart, obsluhující RMS, družici pevně uloženou v kolébce v nákladovém prostoru.

Další kolo zápasu s družicí začalo ráno 11. 4. v 08.19 UT. Hart dopravil van Hoftena, stojícího na montážní plošině, k boku SMM. Vedle jejího obrovského hranolu vypadal letový specialista jako pidimužík, ale to nerozhodovalo. Van Hoften elektrickým bezmomentovým šroubovákem odpojil blok elektroniky, ovládající řízení stabilizačních gyroskopů, a předal jej Nelsonovi, který netrpělivě čekal v nákladovém prostoru. Nelson mu okamžitě přisunul připravený náhradní blok. Jeho zasunutí do bloku družice nečinilo van Hoftenovi potíže, takže už čtvrt hodiny před ukončením montáže mohlo Goddardovo středisko oznámit příjem signálů z nového systému. Celá výměna trvala pouze 60 minut. Nyní přišlo na řadu nouzové stínítko na odvětrávací otvor, kterým dovnitř do družice pronikala kosmická plazma a rušila detektory rentgenového záření. To byla celkem maličkost.

Složitější situace se vyvinula při opravě elektroniky koronografu, k níž se van Hoften musel prostříhat přes vrstvy izolace na povrchu družice. Bez jejího odstranění nebylo možno kryty elektroniky odšroubovat. Jakmile však van Hoften zdolal tuto překážku, připevnil snadno k boku družice provizorní závěs a na ten vyklopil další blok poškozené elektroniky.

Nelson (vlevo) a van Hoften při opravě SMM (11.04.1984)V 10.45 UT - po dvouapůl hodinách - vystřídal van Hoftena druhý letový specialista Nelson a pokračoval v opravě. Zasadil novou desku s elektronikou na původní místo a začal ji upevňovat šrouby. O jeden z nich při tom přišel neznámo jak a druhý mu uplaval přes záď raketoplánu.

K propojení všech konektorů došlo v 11.22 UT a zakrátko byla také rozstříhaná izolace navinuta opět kolem panelu. Celková prohlídka družice ukázala, že asi polovina krycích skel na slunečních článcích je odchlípená od podkladu. Kotvičku, která při zachycování pomocí MMU selhala, přeměřil van Hoften svinovacím ocelovým metrem. Vše se mu jevilo v pořádku, až na malý knoflík, vyčnívající ven vedle kotvičky. Později se ukázalo, že právě tento knoflík díky své blízkosti zabránil stykovacímu adaptéru v dostatečném zasunutí. Na závěr prohlídky pořídil Nelson z nadhledu fotografickou dokumentaci SMM, především slunečních panelů a vstupních otvorů družice.

Nyní následovala odměna za dobrou práci. Oba opraváři dostali povolení k padesátiminutovému pobytu v nákladovém prostoru s MMU na zádech, který s radostí využili k poletování a k získávání zkušeností s pilotáží této jednotky.

Ve 12.18 UT Crippen oznámil do Goddardu, že osádka raketoplánu již není s družicí ve styku a že je tedy možno započít s jejím testováním. Nelson i van Hoften se stáhli do přechodové komory, ovšem prozatím zůstali ve skafandrech. Natlakování neprovedli, aby se v případě potřeby mohli okamžitě vrátit k družici. V přechodové komoře setrvali až do 14.55 UT, kdy už Hart vyzvedl SMM nad nákladový, prostor. Jejich pobyt v kosmu trval celkem 7 hodin a 18 minut.

Celá záležitost s opravou skončila tak rychle, že nebylo nutno prodlužovat let a provést další výstup do nákladového prostoru. Přitom Crippen perfektním manévrováním ušetřil palivo pro přední motorky RCS, takže zde zbývalo asi 10%, oproti předpokládaným 3 až 6%.

Zkoušky SMM na vyklopeném rameni trvaly ještě dalších 24 hodin. K jejímu uvolnění došlo 12. 4. kolem 09.30 UT.

O den později, 13. 4., se Challenger připravoval k přistání na Kennedy Space Center. Na poslední chvíli však vyvstal obvyklý problém s počasím. Ještě půl hodiny před zahájením sestupu v 04.30 východoamerického času (EST) to vypadalo slibně. O 50 minut později se však asi 15 km západně od místa přistání vytvořila vrstva mračen se spodní hranicí ve výšce 1500 m. Vypadalo to však, že mračna potáhnou na sever a tak řídicí středisko dalo v 05.36 EST předběžný souhlas k zapálení motorů OMS na přistání. O devět minut později však Young, sledující vývoj počasí z Gulfstreamu 2 zjistil, že fronta mračen postupuje přímo na KSC. Zhoršení situace stačil ohlásit jen 14 min před ztrátou spojení s raketoplánem přes TDRS-1 a 15 min před plánovaným zapálením brzdicích motorů. Kosmonaut Weitz na jiném Gulfstreamu ohlásil ve stejné době perfektní počasí s neomezenou dohledností pro Edwards AFB.

Proto v 05.51 EST, 8 min před ztrátou spojení a 9 min před plánovaným zážehem motorů OMS odvolalo středisko původní povolení a odložilo přistání na 10. oblet tohoto dne.

K zapálení motorů pro návrat došlo tedy až v 07.29 EST nad Indickým oceánem. Celkem 4 min 8 s jejich činnosti vedlo ke změně rychlosti o 140,6 m/s. Dráha Challengeru vedla 706 km severně od Edwards AFB. K bezproblémovému přistání na dráze 17 došlo v 08.38 východoamerického času (13.38 UT).

V té době už na Kennedyho středisku silně pršelo. Rychlá změna povětrnostních podmínek, charakteristická pro Floridu, přiměla NASA k rozhodnutí, že nejméně pro příštích 11 letů STS bude přistávacím místem opět Edwards v Kalifornii. Rozhodně až do té doby, dokud se nepodaří zajistit spolehlivou předpověď vývoje počasí s předstihem 90 až 120 min, tedy na dobu potřebnou pro přistávací manévr raketoplánu.

Na bezpochyby brilantní výkon osádky vrhala stín pouze skutečnost, že v náplni letu byly zahrnuty i experimenty vojenského charakteru, proti jejichž narůstání protestují mj. i američtí vědci Richard Garwin a Carl Sagan ve svém dopisu předsedovi prezídia Nejvyššího sovětu SSSR Konstantinu Černěnkovi.


Aktualizováno : 26.12.1999

[ Obsah | Pilotované lety | STS ]


Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.


(originál je na https://mek.kosmo.cz/pil_lety/usa/sts/sts-41c/index.htm)

Stránka byla vygenerována za 0.173880 vteřiny.