kosmo.cz - Pilotované lety - STS

M.označení	Start	Přistání	Délka letu	Poznámka
1990-106A	02.12.1990	11.12.1990	8d23h05m	ASTRO-1

[ Popis letu | Obrázky | Experimenty | STS-35 v NASA ]

Popis letu : (text, určený pro L+K 10/91 poskytl Mgr. A.Vítek)

STS-35

Observatoř, která zlobila

ing Josef KRUPIČKA, CSc., Antonín VÍTEK, CSc.

Teprve po úspěšném startu Atlantis k letu STS-38 (viz L+K 8/91) se pozornost pracovníků KSC mohla opět plně obrátit k odstrčené Columbii.

Nejožehavějším problémem bylo - jak čtenář jistě tuší - zkušební tankování kapalného vodíku do odhazovací nádrže ET. To se uskutečnilo 30. října 1990 a mělo potvrdit, že už konečně technici odstranili veškeré netěsnosti palivového systému. Hmotnostní spektrometry umístěné v zadním motorovém prostoru, schopné stanovit koncentraci plynného vodíku ve vzduchu s úžasnou přesností, byly nažhaveny a technici s napětím sledovali jejich ukazatele. Mohli být spokojeni, protože během čtyřhodinové zkoušky dosáhla koncentrace vodíku v motorovém prostoru hodnoty 0,015 %, tedy pouhé čtvrtiny povolené meze. Přitom nebezpečí výbuchu hrozí teprve při dosažení přibližně 4 % vodíku v okolní atmosféře.

Komise, která se sešla 27. listopadu, mohla tedy s lehkým srdcem povolit Columbii start. Ten byl stanoven na 2. prosince 1990 po půlnoci místního času. Startovní okno bylo tentokrát značně široké, od 01.28 do 07.00 východoamerického standardního času EST, tedy od 06.28 do 11.00 UT.

Odpočítávání začalo ve čtvrtek 29. listopadu 1990 v 01.00 EST a téhož dne ve večerních hodinách přiletěla na KSC i letová osádka. Všechno šlo tentokrát jako na drátkách. V sobotu už byly všechny potřebnosti uvnitř raketoplánu v pořádku na svých místech, palivové baterie přichystány k letovému provozu a pomocná obslužná věž se otočila do parkovací polohy.

Plnění nádrží ET kapalným kyslíkem a vodíkem mohlo započít. I tato dříve problematická operace proběhla bez problémů v noci z 1. na 2. listopadu. Drobné zdržení, které ovšem zaniklo při plánovaném přerušení "countdownu", způsobilo selhání pozemního pumpy, vytlačující kapalný kyslík do odhazovací nádrže. Nutnost vychladit záložní čerpadlo způsobila ztrátu asi jedné hodiny.

Pak vše pokračovalo bez obtíží až do posledního plánovaného přerušení v T -9 min před startem. V této obvykle desetiminutové pauze hlasují jednotliví odpovědní vedoucí o povolení startu, přičemž každý z nich má právo veta. Toho tentokrát použil bezpečnostní důstojník střelnice. Důvodem byla dolní hranice oblačnosti ve výši pouhých 2100 m. Podle předpisů však musí být startující objekt sledovatelný "kamerami, optikou nebo prostým okem až do výše 8000 stop (2400 m)". Přitom astronaut Daniel C. Brandenstein ve cvičném letadle Gulfstream 2, které simuluje letové vlastnosti raketoplánu, dokázal bez problémů zvládnout navigaci při přistávání na letišti KSC. Z hlediska NASA bylo tedy počasí přijatelné.

Po delší diskusi dosáhla skupina vedoucích kompromisu, který umožnil start v 01.49.01 EST (06.49.01 UT) s jedenadvacetiminutovým zpožděním. Problém s viditelností byl vyřešen nestandardně, ale prostě: jedna z pracovnic bezpečnostního oddělení vystoupala s vrtulníkem Sikorsky HH-3 do potřebné výše a "zavěsila" se s ním nad roztrhanou oblačnou pokrývku mraků tak, aby bylo možno sledovat jak startovní rampu 39B, tak část trasy raketoplánu nad oblačností.

Columbia vzlétla jako obvykle s tahem hlavních motorů nastaveným na 104 %. Poprvé od havárie Challengeru byla na palubě raketoplánu sedmičlenná osádka: velitel Vance D. Brand - veterán, který svým věkem (59 let) vytvořil rekord nejstaršího muže v kosmu - pilot plk. USAF Guy S. Gardner, letoví specialisté Michael Lounge, Jeffrey A. Hoffman a Robert A. R. Parker. Osádku doplňovali dva vědci, či - podle terminologie NASA - specialisté pro užitečné zatížení Samuel T. Durrance z Johns Hopkins University a Ronald A. Parise od společnosti Computer Sciences Corp. v Silver Spring (Maryland).

Dvě minuty po startu - rovněž jako obvykle - byly odhozeny pomocné motory SRB a za dalších šest a půl minuty se již raketoplán pohyboval po suborbitální dráze 61-343 km. Po odhození nádrže ET otočil Brand Columbii tak, aby jeho kolegové mohli prázdnou nádrž pohodlně fotografovat. Jako u řady předchozích letů šlo i tentokrát o to zjistit vliv aerodynamického ohřevu na tepelnou izolaci ET.

V T +40 min 22 s přešel družicový stupeň Columbie manévrem motorů OMS, který trval přibližně čtyři a půl minuty, na pracovní dráhu ve výši 347-359 km, s dobou oběhu 91,41 min a sklonem 28,47° k rovníku.

Na řadu mohlo přijít otevření nákladového prostoru a příprava astronomických observatoří komplexu Astro-1 a BBXRT (popis viz L+K 8/91) k plánovaným pozorováním.

Vzhledem k nutnosti co nejlepšího využití přístrojů, které měly být postupně zaměřeny na přibližně 230 objektů, byla osádka Columbie rozdělena do dvou směn: modrý tým, pracující v denní době (vzhledem k EST), utvořili astronauti Hoffman, Lounge a Durrance, v noční, červené směně, zůstali Gardner, Parker a Parise. Velitel Brand nebyl zařazen do žádné směny. Předpokládal sice, že postupně podle potřeby vypomůže oběma, ale nakonec většinu času strávil ve společnosti "červených", protože stejně jako start i přistání Columbie připadlo na noc, což vyžadovalo, aby byl na náročnou práci při pilotování raketoplánu řádně odpočatý.

Přibližně tři hodiny po startu zapojil Bob Parker proud do elektroniky rentgenového dalekohledu BBXRT. O vlastní přezkoušení přístroje se však postarali technici ve středisku v GSFC. O hodinu později navázal Parker poprvé v historii letů raketoplánu spojení s nově zřízeným pozemním střediskem. Tím je Spacelab Mission Operations Control (SMOC), které se nalézá v areálu výzkumného střediska Marshall Space Flight Center v Huntsville (Alabama).

První rozhovor vypadal asi takto:

"Huntsville, zde Astro!"

"Ahoj, Bobe," ozvala se spojařka Michelle Snyderová. "Tak abyste věděli, jsme tady všichni straně napnutí a těšíme se na ten váš ohromný desetidenní let a na tu strašnou hromadu astronomie."

"Tak tu velkou show zahájíme," reagoval Parker. Netušil ještě, že to bude podívaná poznamenaná spoustou obtíží. Prozatím v 11.23 UT zahájil Parise první kroky k aktivaci fotopolarimetru WUPPE, zatímco Parker připravoval pointační zařízení. Ve 12.36 UT odsouhlasilo SMOC jeho odjištění a o sedm minut později se už IPS i s celou baterií na něm namontovaných dalekohledů tyčilo kolmo vzhůru z nákladového prostoru.

Aktivace ultrafialového dalekohledu HUT proběhla také hladce. Jediným překvapením při ní bylo nečekané samovolné otevření záklopky na apertuře dalekohledu. Osádce raketoplánu se však naštěstí podařilo záklopku včas uzavřít, aniž došlo k poškození citlivých detektorů slunečním světlem.

Problémy začaly až při prověrkách WUPPE. Jeden ze speciálních počítačů DEP (Dedicated Experiment Processor) se zablokoval a ani specialistům v pracovním týmu se nepodařilo ho přimět k rozumu. Nezbylo, než WUPPE přepojit na záložní DEP. Vlastní pozorování začalo o něco později. Prvním cílem dalekohledu HUT se stala hvězda beta v souhvězdí Mečouna (Doradus). Přitom šlo hlavně o zaostření optiky dalekohledu a o prověrku pointačního zařízení. Původně se při této příležitosti počítalo i se současným zaostřováním fotometru WUPPE, ale problém s počítačem DEP nebyl v té době ještě vyřešen.

Podstatně větší pohroma postihla astronomickou expedici asi devět hodin po startu. Vzhledem k přehřátí elektroniky došlo k automatickému vypojení jednoho ze dvou displejů DDU (Data Display Unit), umístěných v zadní části pilotní kabiny. Tyto displeje, vyrobené francouzskou firmou Matra, byly určeny ke komunikaci s celým komplexem Astro 1. Přes klávesnici terminálu DDU měli astronauti vydávat povely pro pointační systém IPS.

Krátce po objevení závady oznámil velitel Columbie Brand, že cítil, jak se v DDU něco peče ("hot smell"), ale žádný kouř přitom nezpozoroval. Později při poletové inspekci se ukázalo, že uvnitř zdrojové jednotky byla spousta smetí - především chlupů, které se nalepily na žebra chladiče a zabránily tak odvodu tepla. V důsledku toho shořely nějaké odpory a polovodičové součástky, což DDU vyřadilo definitivně z provozu. Pozemní středisko, vyplašené zprávou o zápachu spáleniny, rozhodlo, aby se osádka Columbie vůbec nepokoušela DDU reaktivovat a aby naopak uvedla v činnost záložní jednotku. Tím ovšem padl plán, který předpokládal, že jeden z displejů bude obsluhovat letový specialista a druhý vědecký pracovník. Vzhledem k tomu, že oba astronauti nikdy nepotřebovali využívat DDU současně, dalo se bez potíží vyjít jen s jediným zařízením.

Manažér letu Astro 1 Jack Jones však okamžitě vytvořil ve SMOC nouzový štáb, jenž začal spekulovat nad alternativním plánem pozorování pro případ, že by selhal i druhý terminál DDU. Ke konzultacím byli přizváni i vedoucí skupiny pro navádění, navigaci a řízení Kenneth Bain a Gloria Araizová, odpovědná za zpracování naměřených dat. Oba dva patřili do směny Orbit 2 v řídicím středisku MCC v Houstonu.

Potíže s přístroji na raketoplánu zatím pokračovaly. Jeden ze tří pointačních dalekohledů, sledujících hvězdy a kontrolujích jejich prostřednictvím přesné zaměření IPS (očekávaná přenost 0,01 obloukové vteřiny) nedokázal zachytit a sledovat slabší hvězdy. To přinutilo osádku kombinovat automatický způsob práce IPS (pro hrubé nastavení) s ručním řízením pomocí malé řídicí páčky (joysticku) při dolaďování pointace.

Aktivace komplexu Astro 1 měla původně trvat asi 22 hodiny. V důsledku technických potíží se však astronauti dostali do časového skluzu a dalekohledy byly plně funkční teprve 3. prosince v pozdních odpoledních hodinách.

Ke všemu nastaly potíže i s přesným zaměřováním rentgenového dalekohledu BBXRT pomocí orientačního zařízení TAPS. Vlastní pozorování tímto dalekohledem proto mohla začít až kolem 22. hodiny UT (17.00 EST).

Třetího dne letu, 4. prosince v 16.29 UT, se Columbia minula se sovětským družicovým komplexem Mir ve vzdálenosti asi 370 km. Astronaut Hoffman sledoval triedrem Mir jako malý zářící bod, putující mezi hvězdami. O 46 minut později se setkání opakovalo znovu, tentokrát jen ve vzdálenosti 70 km. Dvacet až třicet sekund mohl Lounge pozorovat Mir pouhým okem. SAREX (Shuttle Amateur Radio Experiment) - pokus amerických astronautů spojit se se svými sovětskými kolegy na Miru pomocí radioamatérské vysílačky vyšel naprázdno, protože Manakov a Strekalov byli v té době plně zaměstnáni právě probíhajícím spojováním Miru s kosmickou lodí Sojuz TM-11, která vzlétla z Bajkonuru necelé dvě hodiny po startu Columbie z Floridy.

Současná přítomnost dvanácti pozemšťanů ze tří států ( SSSR, Japonsko a USA) ve vesmíru se i tak stala novým světovým rekordem.

V průběhu tohoto intermezza ovšem i nadále probíhalo vědecké pozorování, které pomalu nabíralo na tempu. BBXRT se zaměřil nejprve na Capellu (Đ Aur) v souhvězdí Vozky (Auriga), pak na známou Krabí mlhovinu v souhvězdí Býka (Taurus) a binární soustavu Cyg X-3 v souhvězdí Labutě (Cygnus).

Ultrafialové přístroje na IPS, který nyní bylo nutno ovládat manuálně, se soustředily na pozůstatky supernovy SN 1987a ve Velkém Magellanově mračnu. Středem pozornosti se stali také bílí trpaslíci i obří hvězdy, jako je Betelgeuze (Đ Ori) v souhvězdí Orionu, hvězda ä Mus v souhvězdí Mouchy (Musca) - ta patří mezi tzv. Wolf-Rayetovy hvězdy, vyznačující se velmi vysokou povrchovou teplotou, dosahující až 80 000 K - a různé hvězdokupy s proměnnými hvězdami.

Fotopolarimetr WUPPE byl zaměřen na hvězdu Đ Cam v souhvězdí Žirafy (Camelopardalis). Světlo z této hvězdy, ležící v rovině naší Galaxie, je silně polarizováno mezihvězdným prachem a může tak vypovídat o jeho vlastnostech.

Čtvrtého dne letu probíhalo už pozorování rutinně. V časných ranních hodinách byly všechny dalekohledy zaměřeny na Krabí mlhovinu, pozůstatek supernovy z roku 1054.

V dalším průběhu dne se vynořily drobné problémy se systémem stabilizačních trysek RCS. Houston proto nařídil osádce uzavřít záklopky všech dalekohledů, aby nedošlo ke znečištění jejich optiky při zkušebním zážehu jednotlivých motorků RCS. Nucená přestávka v astronomických pozorováních naštěstí netrvala dlouho a osádka Columbie - ovšem kromě pilotů zaneprázdněných odstraňováním závady - ji využila k pozorování povrchu Země.

Čtvrtek 6. prosince, pátý den letu, byl zpočátku velice produktivní. Mezi pozorované objekty patřil jak pozůstatek su- pernovy SN 1987a, tak srážející se galaxie. Vědcům na palubě Columbie se podařilo splnit asi 90 % plánovaných úkolů a astronomové ve SMOC si spokojeně mnuli ruce.

Jejich povznesenou náladu však zakrátko schladila ledová sprcha. Ve 12.04 UT totiž vysadil i druhý, záložní a zároveň poslední terminál DDU. Osádka Columbie zůstala bez jakéhokoliv prostředku jak řídit dalekohledy souboru Astro 1!

V té kritické chvíli se ukázala prozíravost manažera astronomické expedice Jacka Jonese. Plán provádění experimentů, připravovaný po léta, bylo nutno opustit, ale Jones si přesto uměl poradit. Nadále převzalo hrubé nastavování pointačních systémů MCC v Houstonu. Jakmile byly dalekohledy přibližně nasměrovány, ujalo se řízení SMOC v Huntsville, které mohlo jednotlivé přístroje ovládat dálkově. Obraz z dalekohledů na televizní obrazovce sledovala ve SMOC dvojice vědců ze záložní osádky - Kenneth H. Nordsieck a John D. Bartoe. Ti pak ústně předávali svým kolegům na palubě raketoplánu pokyny, jak ručně, pomocí joysticku nastavit cíl pozorování přesně do středu zorného pole.

Toto nouzové řešení ovšem kladlo vysoké nároky na přesnou souhru spousty lidí a také představovalo obrovské zatížení komunikačních linek mezi Zemí a raketoplánem. Bez systému sledovacích a retranslačních družic TDRS by podobná akce byla nemyslitená. Přibližně dvanáct hodin po havárii druhého DDU mohl Sam Durrance zaměřit dalekohled IUT opět na supernovu SN 1987a. Pomáhal mu přitom jeho náhradník ve SMOC Ken Nordsieck.

Rentgenový dalekohled BBXRT nebyl havárií postižen. Ovládali ho pracovníci GSFC přímo ze střediska, takže mohl nerušeně pokračovat v pozorování. Drobný problém s pointací tohoto přístroje příliš mnoho sledovacího času nespotřeboval.

O den později byla již souhra mezi pozemními středisky a astronomickou partou na palubě Columbie téměř rutinní záležitostí. Vědecká rada na Zemi ve SMOC upřesňovala každých 12 hodin plán dalších experimentů. Předmětem zájmu ultrafialových dalekohledů i BBXRT se stal v té době kvasar Q1821. Sam Durrance a Jeffrey Hoffman se však na chvíli uvolnili od svých povinností operátorů dalekohledu a uspořádali krátký seminář pro studenty astronomie, kteří se shromáždili ve středisku SMOC. Oba přednášející hovořili o sledování vesmíru v oblasti viditelného i neviditelného záření a naznačili, kterak expedice Astro 1 přispěje k obohacení lidských znalostí. Po výměně směn měli studenti možnost klást otázky astronautům Ronu Pariseovi a Bobu Parkerovi z červené směny o dosavadním průběhu letu.

Během dne, ještě v době služby modré směny, Durrance ve spolupráci se Zemí zaměřil dalekohledy na Jupiter.

Následujícího dne pokračovalo pozorování nejrůznějších objektů. Cílem rentgenového dalekohledu BBXRT byli např. nadobři, rudí trpaslíci, dvojhvězdy, spirální a Seyfertovy galaxie, hvězdokupy a pozůstatky supernov. Paralelně s tím probíhala i sledování v ultrafialovém oboru přístroji souboru Astro 1.

V průběhu sedmého dne letu osádka Columbie zjistila, že vypouštěcí potrubí odpadní, nadbytečné vody z palivových článků je ucpáno. Pokud by se nepodařilo závadu odstranit, hrozilo astronautům zkrácení letu. Když se pokusy profouknout potrubí stlačeným vzduchem setkaly s nezdarem, vyřešilo MCC situaci ve spolupráci s osádkou raketoplánu tím způsobem, že odpadní voda byla jímána do plastikových vaků a provizorně ukládána na obytné palubě družicového stupně.

Osmého dne letu se při astronomickém pozorování dalekohledem HUT podařilo zachytil explozi kataklysmické proměnné Z Cam v souhvězdí Žirafy (Camelopardalis). Na povrch tohoto žhavého bílého trpaslíka dopadá v nepravidelných intervalech hmota z jeho souputníka - rudého obra - přičemž dochází k mohutné explozi. Dalekohledu HUT se poprvé v historii astronomie podařilo získat ultrafialové spektrum této kosmické katastrofy.

Krátce nato se nad Columbií opět vynořilo hrozivé mračno. Obrazně, ale i doslova v podobě zhoršeného počasí na Edwards AFB. Devátého dne už to bylo zřejmé, že původně plánovaný termín přistání, 11. prosinec, bude pro raketoplán nepřijatelný a že se povětrnostní situace nezlepší. O den později se MCC v Houstonu proto rozhodlo celou misi o jeden den zkrátit.

Přesto ještě v ranních hodinách 10. prosince pokračovalo všemožné astronomické pozorování, takže vědecká rada letu mohla prohlásit expedici za vrcholný úspěch.

Před návratem Columbie bylo ovšem nutno "zakonzervovat" přístroje. Nejprve vědečtí pracovníci vypojili dalekohled HUT. Po něm následoval UIT a WUPPE. Současně se sklopením dalekohledů do trupu raketoplánu a vypnutím pointačního systému IPS došlo i na přístroje BBXRT.

Sestup z oběžné dráhy byl zahájen na 141. oběhu nad Indickým oceánem východně od Mozambiku. Brzdicí manévr motory OMS snížil rychlost Columbie o 117 m/s. V průběhu sestupu atmosférou měřil soubor přístrojů připravených techniky z Langley Research Center aerodynamické charakteristky raketoplánu.

Velitel Brand po zatáčce o 207° zaměřil Columbii sestupující klouzavým letem pod úhlem 17° do osy dráhy 22 a jemně ji posadil při rychlosti 380 km/h na betonový povrch, ozářený xenonovými výbojkami.

Na Edwards AFB bylo ještě 10. prosince 1990, 21.54.08 místního, tedy pacifického standardního času (PDT), což odpovídá 11. prosinci, 05.54.08 UT. Let trval celkem 8 dní 23 h 05 min 07 s.

I když nebyly splněny všechny předletové plány, je objem získaného materiálu obrovský a jeho vyhodnocení a zpracování potrvá několik let. Na 135 objektech se uskutečnilo přibližně 400 pozorování (viz tabulku). Nejzajímavějším zachyceným objektem byla shora uvedená kataklyzmická proměnná Z Cam, sledovaná přístrojem HUT. Dalším v pořadí zájmu je kvasar 3C273, o němž se předpokládá, že může být velmi masivní černou díru s hmotností kolem 106 hmotností Slunce. Ultrafialový dalekohled UIT sice spotřeboval jen asi polovinu své zásoby filmu, ale předpokládá se, že na jeho přibližně 900 snímcích bude nalezeno několik tisíc nových, dosud neznámých galaxií a kolem jednoho tisíce bílých trpaslíků. Mezi zajímavé objekty patřil i extrémně jasný a velmi vzdálený kvasar 1700+64, již zmiňovaný pozůstatek supernovy SN 1987a a hvězdokupa Abell 2246. Významným objektem, pozorovaným fotopolarimetrem WUPPE, byla např. velmi mladá hvězda HD 200775, která je ještě obklopena původní mlhovinou z níž vznikla. Poznatky získané při tomto pozorování mohou přispět k vyjasnění procesů, jimiž vznikají hvězdy. Z bližších objektů nalézajících se v naší sluneční soustavě uveďme kromě Jupitera ještě kometu Lévy 1990c.

K zajímavostem, které sledoval rentgenový dalekohled BBXRT, patří nesporně obří eliptická galaxie NGC 1399 v souhvězdí Chemická pec (Fornax) na jižní obloze. Na základě sledování její plynné obálky bude možno stanovit jak hmotnost této galaxie, tak souhrnné chemické složení.

Přehled astronomických pozorování
----------------------------------------------------
Přístroj            Počet objektů  Počet pozorování
----------------------------------------------------
HUT                       75              101
UIT                       64               89
WUPPE                     70               88
BBXRT                     76              116
----------------------------------------------------
celkem                   135              394
----------------------------------------------------

Aktualizováno : 31.05.1997

[ 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-35/index.htm)