| M.označení |
Start |
Přistání |
Délka letu |
Poznámka |
| 1983-026A |
04.04.1983 |
09.04.1983 |
5d 0h24m |
TDRS 1 |
Posádka :
Weitz,P.J.[VE] |
Bobko,K.J.[PI] | Musgrave,F.S.[MS]
| Peterson,D.H.[MS]
[ Popis letu | Obrázky
| Experimenty | STS-6
v NASA ]
Popis
letu : (převzato z L+K 15-16/83 se svolením Mgr. A.Vítka)
STS-6
DRUHÝ DO FLOTILY
ING. JOSEF KRUPIČKA, CSc.
ANTONÍN VÍTEK, CSc.
Raketoplán Challenger, výrobní číslo 099, byl dokončen v továrně koncernu
Rockwell International v létě 1982, ovšem bez hlavních motorů SSME, které
v té době byly v poslední fázi montáže.
S Challengerem se původně počítalo jen pro statické zkoušky konstrukce,
byl určen tak říkajíc "na rozlámání". Protějškem Columbie se
měl stát raketoplán Enterprise, jenž sloužil k testování při letech v atmosféře.
Ten však při tom následkem řady konstrukčních změn "zbytněl"
natolik, že hmotnost užitečného zatížení, které by mohl vynést na oběžnou
dráhu, klesla na minimum. Na jeho místo tedy nastoupil Challenger.
Tento v pořadí třetí raketoplán nejprve putoval po zemi na základnu
Edwards AFB a odtud 4. července, v den, kdy Columbie končila svůj poslední
zkušební let, odcestoval na hřbetě Boeingu 747-SCA do Kennedy Space Center
na Floridu. Tady byl umístěn do haly č. 2 v OPF a podroben prověrkám veškerých
systémů, zejména elektroniky.
Motory SSME putovaly koncem léta kus po kusu do NSTL u New Orleansu,
kde prošly statickými zkouškami. Proti svým předchůdcům na Columbii doznaly
některých změn. Ukázalo se totiž, že by bez újmy na spolehlivosti i životnosti
mohly pracovat na 109% původně proponovaného výkonu. K tomu stačilo provést
pouze drobné úpravy ve tvarování některých přírub v rozvodech pohonných
hmot do vstřikovacích hlav motorů. Později se však ukázalo, že v technické
náročnosti těchto úprav se skrývá čertovo kopyto.
Drobné mouchy se objevily již při statických zkouškách a jejich vychytání
znamenalo několikatýdenní zpoždění v dodávce SSME na floridský kosmodrom.
Nakonec však byly motory výrobních čísel 2011, 2012 a 2015 opatřeny certifikátem
pro let a namontovány do družicového stupně raketoplánu.
Kompletování Challengeru bylo zahájeno v budově VAB 1.10. 1982 sestavením
startovacích motorů SRB na pohyblivém vypouštěcím zařízení MLP-2. Operace
trvala přesně 14 dní a za další týden, 21. 10.,byla k motorům přidána i
odhazovací nádrž.
Komplexní test všech systémů raketoplánu proběhl v OPF ve dnech 5. až
7.11. Asi o 14 dní později, přesně 23.11., byl do VAB převezen družicový
stupeň a připojen k SRB a k odhazovací nádrži. Zkouška propojení všech
částí proběhla 27. až 29.11. ke vší spokojenosti a o den později bylo pohyblivé
vypouštěcí zařízení převezeno pásovým transportérem na rampu 39A.
Zde došlo ve dnech 8. až 11. 12. k natankování nádrží hydrazinem a o
tři dny později začalo odpočítávání ke zkušebnímu zážehu motorů SSME. Rozhodující
zkouška proběhla 18.12. a trvala 20 sekund. Chod motorů byl hladký a bez
závad, ale kontrolní přístroje v motorovém prostoru ukázaly zvýšenou koncentraci
plynného vodíku, třikrát převyšující povolenou mez. Přesto přípravy ke
startu, stanovenému tehdy na 20. 1. 1983, pokračovaly bez přerušení. Technici
se mezitím snažili objevit příčinu netěsnosti, umožňující unikání vodíku,
avšak jejich úsilí zůstávalo bez výsledku. Nakonec přidali do motorového
prostoru řadu detekčních přístrojů a 25. 1. provedli nový zkušební zážeh
motorů SSME.
Opakování zkoušky však jen potvrdilo, že k unikání vodíku dochází uvnitř
motorového prostoru. Po mnoha dnech opětovného hledání se konečně podařilo
nalézt 20mm dlouhou vlasovou trhlinu ve sběrném potrubí vodíku, chladícího
spalovací komoru motoru č.1 (výr. č. 2011 ). Při frézování zde totiž došlo
k ulomení příruby a dodatečné sváření místa zlomu způsobilo poškození vnitřní
měděné fólie, která chrání chladicí potrubí z niklové slitiny před korozívním
účinkem kapalného vodíku. Záhada unikání se tedy vysvětlila, ale s netěsnostmi
jakoby se pojednou roztrhl pytel.
Poškozený motor výr. č. 2011 měl být nahrazen záložním motorem s výr.
č. 2016. U toho se však objevila netěsnost v tepelném výměníku, v němž
se předehřívá a zplyňuje kyslík, sloužící pro tlakování kyslíkové nádrže
v ET. Proto došlo na motor s výr. č. 2017, určený původně pro Columbii,
ale když další zkoušky prokázaly netěsnost i na původních motorech (výr.
č. 2012 a 2015), tentokrát pro změnu na trubkách přivádějících plynný vodík
do zážehové komůrky, došlo k rozhodnutí vymontovat všechny tři motory,
poškozené trubky vyříznout a nahradit je novými. Výměna trubky byla pro
jistotu provedena i u motoru výr. č. 2017, i když ten v kritických místech
závady nevykazoval.
Po ukončení montáže proběhly prověrky těsnosti pomocí tlakového hélia
už bez závad, takže bylo možno od třetího zkušebního zážehu motorů SSME
upustit.
Na uvedené potíže doplatily ovšem i další přípravné práce. Simulovaný
start za účasti velitele a pilota Challengeru ještě proběhl podle plánu
23. 12. a také družice TDRS-A, spojená s urychlovacím stupně IUS, dorazila
na rampu 27. 12. a byla umístěna do klimatizovaného prostoru obslužné věže.
Během hledání závad na motorech proběhlo 11. 1. 1983 simulované odpočítávání,
které sloužilo jako prověrka systémů raketoplánu, osádky i pozemních řídicích
počítačů.
Před druhým zkušebním zážehem SSME však putovala družice TDRS-A 15.
1. zpět do montážní budovy VPF a na rampu se vrátila až 4. 2. Zde proběhly
prověrky jejích funkcí bez závad, takže bylo možno natankovat hydrazin
do nádrží a konečně 22. 2. uložit družici i se startovní kolébkou do nákladového
prostoru raketoplánu. Posledního února však zasáhla Cape Canaveral větrná
bouře. Silné nárazy větru poškodily gumové těsnění, zabraňující přístupu
vnějšího vzduchu do montážní místnosti a do nákladového prostoru. Vodní
tříšť spolu s pískem přitom znečistila povrch družice, takže ji bylo třeba
vyzvednout a zbavit nečistot, aby se předešlo pozdějším škodám. Tato procedura
proběhla 14. až 17. 3. a dva dny nato byl TDRS-A uložen zpět do nákladového
prostoru.
Po zdolání komplikací zaviněných netěsností motorů i nepřízní počasí
bylo dne 18. 3. na zasedání vedoucích pracovníků provozu kosmického transportního
systému STS rozhodnuto stanovit datum startu Challengeru na 4. dubna na
13:30 místního východoamerického času. Generál Abrahamson, vedoucí celého
projektu, označil tento termín za velice napjatý, prakticky bez jakékoliv
časové rezervy.
Dále však všechno probíhalo jako na drátkách. Závěrečné zkoušky těsnosti
veškerého potrubí (19. 3.) dopadly k úplné spokojenosti techniků. Přípravy
k odpočítávání, zahrnující instalaci pyrotechnických náloží, zkoušky bezpečnostního
destrukčního systému odhazovací nádrže a tlakování nádrží pro manévrovací
motory OMS byly zahájeny 28. 3.
Vlastní odpočítávání, v celkové délce 111 hodin včetně plánovaných přerušení,
započalo posledního března od T-93 hodin. Probíhalo obdobně jako u předchozích
letů a podle vyjádření všech zúčastněných bylo nejhladší z dosavadních
pilotovaných letů v průběhu 20 let americké kosmonautiky. Řada testů, která
se vzhledem k potížím s motory SSME opakovala vícekrát již před vlastním
odpočítáváním, přinesla nyní zřejmě své ovoce.
V sobotu 2. 4. přiletěla na Cape Canaveral osádka ve složení: Paul J.
Weitz, velitel Challengeru, veterán z programu Skylab, dále pilot raketoplánu
plk. Karol J. Bobko a letoví specialisté dr. Story Musgrave a Donald H.
Peterson.
V den startu měli budíček ve čtvrt na deset místního času. Po snídani
a po krátké zdravotní prohlídce odjeli na rampu necelé tři hodiny před
startem a kolem 16.15 UT zaujali svá místa v pilotní kabině.
Raketoplán stojící svisle na rampě 39A, se na pohled ničím nelišil od
svého předchůdce. Dva roky, které ležely mezi Columbií a Challengerem,
se však projevily řadou změn. Konstrukce trupu Challengeru byla vylehčena
zjednodušením motorového lože a použitím lehčího voštinového materiálu
na poklopy podvozkových šachet. Titanové nosníky nádrží na kyslík a vodík
pro palivové články byly nahrazeny laminátovými trubkami a křemenné dlaždice
na modulech motorů OMS vystřídala pružná plstnatá izolace. Hmotnost trupu
oproti Columbii se tím snížila o 1128 kg.
V pilotní kabině zmizela vystřelovací sedadla pilotů i s těžkými vodicími
kolejnicemi, takže celá osádka Challengeru se nyní vešla na letovou palubu.
Před piloty, těsně za předními okny, přibyly uvnitř kabiny dvě skleněné
desky, sloužící k promítání pilotážních údajů generovaných palubními počítači
(HUD).
Při letu STS-6 bylo také poprvé použito odhazovací nádrže ET (výr. č.
LWT-1), která je o 4700kg lehčí než starší model. U motorů SRB došlo k
zeslabení ocelových stěn spalovací komory o 0,5 až 1 mm, což představuje
úsporu na hmotnosti 1814 kg pro jeden motor.
Přes uvedená odlehčení činila celková hmotnost startující soustavy rekordních
2 036 856 kg, a čehož na družicový stupeň včetně pohonných hmot, užitečného
zatížení a osádky připadalo 117 267 kg. Challenger nesl větší užitečné
zatížení než Columbie při kterémkoliv z předcházejicích letů.
Vzhledem k rozložení dne na letištích, která by mohla sloužit k nouzovému
přistání (Dakar, Edwards), bylo startovní okno raketoplánu omezeno na pouhých
18 minut. Naštěstí jedinou překážkou zůstal vítr, který ještě odpoledne
den před startem dosahoval ve výšce kolem 14 km rychlosti až 226 km/h;
když však se během dopoledne 4. 4. zmírnil na 174km/h, bylo nebezpečí odkladu
letu zažehnáno.
Start
Challengeru se uskutečnil ve 13.30 východoamerického času (18.30 UT) se
zpožděním pouhých 0,0884 s. V okamžiku startu běžely motory SSME na 100%
tahu; jakmile však raketoplán v T+6,5s minul nejvyšší patro obslužné věže,
zvýšil se tento tah na 104%. V důsledku protivětru měl však Challenger
po 62 s letu o něco nižší výšku než předpokládal plán. K odhození motorů
SRB, plánovanému v T + 130 s při rychlosti M = 4,4, proto došlo téměř o
1 km níže.
V T+165 s dosáhl Challenger rychlosti, která by mu umožnila doletět
na záložní letiště v Dakaru v Senegalu i jen se dvěma motory. Tah motorů
však dosud umožňoval i nouzový návrat na místo startu, které je lépe vybaveno
k zajištění raketoplánu. Kosmonauti sami však pokládají takový manévr za
riskantní.
Možnost návratu na Floridu skončila v T+230 s, kdy rychlost raketoplánu
činila již přes 2,5 km/s. V T+306 s vzrostla natolik, že Challenger už
mohl dosáhnout oběžné dráhy i jen se dvěma motory v chodu. K vypojení hlavních
motorů došlo v T+482 s, se zpožděním 2 s proti plánu, a také úhyb raketoplánu
po odhození nádrže ET se zdržel o půl minuty. Rychlost letounu se manévrováním
ještě zvýšila, takže při manévru OMS-1 bylo třeba docílit jejího zvýšení
jen o 66,5 m/s místo plánovaných 68,6 m/s, aby se Challenger dostal na
oběžnou dráhu ve výši 93 až 285 km, se sklonem 28,5° k rovníku. Díky vyššímu
tahu motorů SSME se doba navádění zkrátila o plných 20 sekund, což významně
snižuje pravděpodobnost havárie motorů. Závěrečný manévr OMS-2, provedený
v T+44 min, přivedl raketoplán na kruhovou dráhu ve výši 285 km nad povrchem
Země.
Na
této operační dráze otevřeli kosmonauti nákladový prostor a zahájili přípravy
k vypuštění TDRS-A. Technické údaje o této družici a její úkoly byly popsány
již dříve (L + K 69,1983, č. 4, s. 146). Na rozdíl od předchozích družic
Anik a SBS, které ve spojení s urychlovacím stupněm PAM-D měly délku asi
4 m.
V 08.25 po startu (GET) Challengeru byl tento prstenec automatikou natočen
tak, že raketa i s družicí mířila ven do kosmického prostoru, prozatím
pod úhlem 29° vzhledem k podélné ose raketoplánu. V 09.16 GET byly provedeny
zkoušky vysílačů družice a po nich, v 09.21 dalo řídicí středisko kosmonautům
souhlas k pokračování v akci. IUS byl tedy v 09.38 přepojen na vlastní
baterie a vypouštěcí prstenec vytočen úplně, takže svíral s Challengerem
úhel 59°. V 10.02 GET, zhruba nad Ascensionem došlo k jejímu vypuštění
z nákladového prostoru pomocí pružin umístěných v prstenci.
Osmnáct
minut poté provedl Challenger úhybný manévr a v 10.57 GET došlo na povel
palubního počítače IUS k zážehu jeho prvního stupně. Celkem 151 s hoření
motoru přivedlo družici na eliptickou přechodovou dráhu, po níž se pohybovala
přibližně 5 a čtvrt hodiny. V této fázi převzalo řízení družice středisko
ve White Sands, kde je základní uzel celého systému TDRSS, zatímco IUS
kontrolovalo středisko USAF v Sunnyvale v Kalifornii.
Vývoj letu družice představuje od samého začátku malé kosmické drama.
Těsně před dosažením apogea přepnul samovolně řídicí systém IUS z počítače
A na záložní počítač B. V té době pracovaly už jen tři z pěti gyroskopů,
zajišťujících orientaci IUS v prostoru. Dva vypověděly službu již krátce
po vypuštění, ovšem tři zbývající zcela postačovaly ke splnění úkolů.
V 16.16 GET byl odhozen vyhořelý 1. stupeň a došlo k zapálení 2. stupně,
s plánovanou dobou hoření 105 s. IUS s družicí se v té době nacházel nad
Jižní Amerikou a v dalekohledu GEODSS ve White Sands (průměr zrcadla 1
m) se jevil jako hvězdička na tmavém pozadí. Na dokumentárních snímcích
se krátce po zážehu objevil trojúhelníkovitý ohon, tvořený částicemi oxidu
hlinitého, jakožto produktu hoření TPH. Tento ohon se zvětšoval rychlostí
asi 3 km/s až do 80. sekundy činnosti 2. stupně IUS. Pak se však začal
vytvářet další ohon, ležící téměř přesně v opačném směru. Současně s tím
došlo ke ztrátě telemetrických údajů z IUS i družice.
Původ obou nežádoucích jevů je nejasný. Mohlo dojít k výbuchu motoru,
nebo k poškození jeho trysky. Rovněž nelze vyloučit poruchu stabilizačního
systému nebo chybu v programu palubního počítače. Bez ohledu na příčinu
se TDRS ocitla v havarijní situaci a pracovníci pozemního střediska se
pokusili zachránit, co se zachránit dá.
Sedm minut po havárii zachytily přijímače ve White Sands útržky telemetrie,
ale nesrozumitelné. Když se do sledování zapojila výkonnější stanice NASA
v Goldstone, došlo ke zjištění, že telemetrický systém IUS vysílá rychlostí
64 kbit/s místo plánovaných 16 kbit/s. Všechno dohromady potvrzovalo, že
družice vysoko nad rovníkem se chová naprosto chaoticky, což vyžadovalo
radikální změnu propozic.
Původně se počítalo s uvolněním antén a s rozložením panelů se slunečními
bateriemi ještě v době, kdy je družice spojena s IUS. Vzhledem k předpokládané
rotaci celého systému na to teď nebylo ani pomyšlení. V okamžiku plánovaného
odhození IUS začalo řídicí středisko USAF v Sunnyvale naslepo vysílat povely
k odhození druhého stupně. Kritickou veličinou se stal čas, protože baterie
IUS měly v té chvíli životnost omezenou již jen na 15 až 45 minut.
Sedm a půl hodiny po vypuštění TDRS z nákladového prostoru raketoplánu
krize vyvrcholila. Signály z IUS i družice, které se ještě před půl hodinou
dařilo přijímat, teď zase beznadějně zmizely. Z periodického kolísání přijímaného
signálu vyplývalo jen tolik, že systém rotuje asi třicetkrát za minutu.
Pracovníci obou středisek ve White Sands i v Sunnyvale dosud nepřestali
s vysíláním signálů ke stabilizaci družice a k oddělení IUS. Výsledek se
dostavil devatenáct minut po vyvrcholení krize. Signály z TDRS-A byly opět
zachyceny a potvrdily, že se družice dostala pod kontrolu a že zpomaluje
rotaci. K úplné stabilizaci došlo o 7 minut později, avšak eliptická dráha
TDRS-21 786 km až 35 317 km - ležela podstatně níže než původně plánovaná
kruhová dráha geostacionární (35 940 km). Velká zásoba pohonných hmot (590
kg) však v průběhu několika týdnů umožní dosažení vytčené dráhy, přičemž
zbytek paliva postačí pro nezbytné korekce a pro stabilizaci družice v
prostoru po dobu její plánované životnosti (10 let).
Vraťme se však k dalšímu osudu druhého raketoplánu. Jeho osádka spustila
během dalšího dne letu reaktor na výrobu latexových kuliček a zahájila
pokus s elektroforetickou jednotkou. Tyto pokusy pokračovaly také třetího
dne, avšak hlavní pozornost se soustředila na přípravu skafandrů pro plánovaný
výstup do kosmického prostoru.
Kosmická
vycházka byla na programu čtvrtého dne letu. Peterson a Musgrave, kteří
se jí měli zúčastnit, strávili nejprve 3 hodiny v přechodové komoře, kde
vdechovali čistý kyslík, aby se zbavili dusíku, rozpuštěného v krvi. Nové
autonomní skafandry od firmy Hamilton Standard tentokrát nečinily potíže,
takže při přeletu nad Borneem (ve 20.10 UT) mohli oba kosmonauti bez překážek
vystoupit do otevřeného nákladového prostoru a připoutat se bezpečnostními
pásy, opatřenými karabinkou, k lanům napjatým podle jeho okraje.
V průběhu skoro čtyřhodinového pobytu vně raketoplánu prohlédli Peterson
a Musgrave motory SSME a vyzkoušeli mechanický kladkostroj pro ruční uvedení
vypouštěcího prstence zpět do výchozí polohy, což jest opatření pro případ,
že by selhala automatika. V přední části nákladového prostoru se věnovali
navíjení lana pomocí vrátku. Pružné pero na druhém konci lana kalibrovalo
odpor, který může kosmonaut překonat ve stavu beztíže. Posledním, ale neméně
důležitým úkolem, bylo vyzkoušení nářadí určeného pro montáže a opravy
v kosmickém prostoru. Celá vycházka i její náplň zřejmě proběhla bez problémů.
Poslední, pátý den letu očekával osádku Challengeru problém související
s přistáním. V noci na 9. 4. se totiž automaticky odpojil GPC-2, jeden
z univerzálních počítačů AP-101, který je specializován na problémy týkající
se, sestupu atmosférou. Výpadek zavinily nejspíše bludné proudy, protože
počítač po opětovném nastartování pracoval bez závad. Pro jistotu byl však
programově zaměněn s GPC-4, který jinak slouží ke sledování motorického
brzdění před sestupem. Tento manévr trvá jen asi 2 minuty, zatímco sestup
atmosférou probíhá kolem 40 minut. Na tuto podstatně delší akci bylo lépe
použít počítače pracujícího dosud bez poruchy.
Challenger
po obvyklém brzdícím impulsu nad Indickým oceánem vstoupil v 18.18 UT do
atmosféry rychlostí 7442 m/s ve výši 121 km a ve vzdálenosti 7488 km od
místa přistání. První manévrování v atmosféře proběhlo ve výši 79,6 km,
v době, kdy rychlost ještě vzrůstala. Přistávací manévr řízený počítačem
probíhal v dlouhých křivkách tvaru písmene S. Po příletu do oblasti základny
Edwards provedl Challenger levou zatáčku o 200°, aby se dostal do směru
přistávací dráhy 22. V tomto okamžiku převzal řízení velitel Weitz, ačkoliv
měl povoleno použít automatiky až do podrovnání. Jediným problémem v této
fázi byl vítr, který při zemi dosahoval rychlosti 40 km/h. Proto osádka
dostala příkaz, aby ve výši 760m ručně zasunula aerodynamickou brzdu. Počítač
by tuto operaci provedl se zpožděním několika sekund a to by představovalo
zbytečnou ztrátu výšky a rychlosti.
Challenger dosedl 618 m za prahem dráhy a po jemném brzdění zastavil
po 2190 m výběhu. Jeho let trval celkem 5 dní 23 minuty 44 sekundy: Během
těchto pěti dnů bylo u něho zaregistrováno 25 drobných anomálií, neohrožujících
ani plnění letu, ani bezpečnost osádky. Při prvním letu Columbie bylo během
pouhých dvou dnů zjištěno takových závad celkem 82.
Aktualizováno : 16.06.1997
[ 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-6/index.htm)
