| M.označení |
Start |
Přistání |
Délka letu |
Poznámka |
| 1984-034A |
06.04.1984 |
13.04.1984 |
6d23h40m |
LDEF 1, oprava SMM |
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 ]
Popis
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
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.
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.
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.
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)
