STS-103/HST-SM
3A
Vánoční dárek astronomům
ing. Josef KRUPIČKA, CSc., Mgr. Antonín VÍTEK, CSc.
Z kosmonautického hlediska, tedy z hlediska letů raketoplánů, se právě
uplynulý rok stal nejhorším rokem od havárie Challengeru. Z původně plánovaných
osmi misí STS byly v roce 1999 uskutečněny pouze tři. Neradostnou situaci
zavinily dvě okolnosti: především se následkem neutěšené hospodářské situace
v Rusku opět zdržela výstavba stálé kosmické stanice ISS,
avšak hlavní příčinou, která "uzemnila" flotilu raketoplánů,
byl zcela nečekaný objev poškozené izolace na kabelech rozvodů elektrické
energie; tato závada málem způsobila havárii raketoplánu Columbia při letu
STS-93 (viz L+K 1999, 75, č. 19, s. 1256).
Za dané situace bylo žádoucí pečlivě prozkoumat elektrické rozvody u všech
raketoplánů.
S letem STS-103 se původně počítalo až na rok 2000; měla to být pravidelná
údržbářská mise k zatím nejvýkonnější družicové astronomické observatoři,
k Hubbleovu kosmickému dalekohledu, známému spíše pod zkratkou HST.
Ten byl vypuštěn do kosmického prostoru z paluby raketoplánu Discovery
při letu STS-31 v dubnu 1990 a od té
doby se již po dvakrát stal předmětem návštěv v rámci pravidelné údržby
a výměny vědeckých přístrojů; nejprve se o to postaral raketoplán Endeavour
(let STS-61 v prosinci 1993) a podruhé
Discovery při letu STS-82 v únoru 1997.
Po této návštěvě, při níž došlo k výměně měřicích gyroskopů, se však
zbrusu nová sada šesti setrvačníků nechovala podle očekávání. S postupem
doby přestával fungovat jeden gyroskop po druhém. Příčina závad byla sice
vystopována - zbytky kyslíku ze vzduchu uvnitř hermetické schránky gyroskopů
působily korozi tenoučkých drátků, přivádějících elektřinu k rotorům elektromotorků
roztáčejících setrvačníky - jenže něco takového se na dálku opravit nedalo.
K plné orientaci dalekohledu je zapotřebí nejméně tři gyroskopů. Na
přelomu let 1998 a 1999 sice ještě pracovaly čtyři, ale dva z nich už vykazovaly
neklamné známky stárnutí. Přitom v té době bylo zřejmé, že se výstavba
ISS neubrání skluzu, takže vedení
NASA začalo uvažovat o urychlení údržbářské mise k HST.
Proti tomu však měli námitky astronomové. Let HST SM-3 (Hubble Space Telescope
Servicing Mission 3) měl totiž dopravit na observatoř nové vědecké přístroje;
ty by však v dřívějším termínu nemohly být dohotoveny, natož důkladně na
Zemi otestovány. V patové situaci se nakonec dospělo ke kompromisu: údržbářská
mise byla rozdělena na dvě části, 3A a 3B, přičemž první z nich se měla
uskutečnit v říjnu 1999 pod původním označením STS-103; druhou bylo rozhodnuto
odsunout na pozdější datum.
Třetí setrvačník na HST
selhal 20. dubna 1999 a observatoř se tím ocitla bez jakékoliv rezervy.
Bylo jen otázkou času, kdy bude nutno astronomická pozorování přerušit.
Údržbářská mise 3A se stala tím naléhavější - a na svá bedra ji převzal
raketoplán Discovery.
Tento družicový stupeň byl 6. června 1999 po svém návratu z mise STS-96
přesunut do haly č. 1 budovy OPF, aby se zde podrobil obvyklé proceduře
odstrojení. Počátkem října technici dokončili inspekci jeho elektrických
rozvodů, při níž zkontrolovali přes 160 km kabelů. Do konce měsíce byla
opravena všechna poškozená místa a ukončena následná prověrka kabeláže.
Plánovaný přesun do budovy VAB, kde již na mobilním vypouštěcím zařízení
MLP-2 čekaly sestavené startovací motory SRB výr. č. OI-26B/RSRM-73 spolu
s odhazovací nádrží výr. č. ET-101/SLWT-5, se však pozdržel, protože na
poslední chvíli bylo nutno vyměnit tepelné čidlo v nádrži č. 2 na kapalný
dusík v trupu raketoplánu. Družicový stupeň proto dorazil do haly č. 1
v budově VAB až 4. listopadu a o den později byl připojen k ET. Během následných
prověrek se zjistilo, že na jednom SRB je poškozený kabel, vedoucí k autodestrukčním
náložím. Nutná oprava vedla k odsunutí plánovaného převozu na rampu, a
proto bylo rozhodnuto postarat se zde i o hlavní motor SSME v pozici č.
3, na němž se těsně před plánovaným převozem objevila nečekaná závada a
s jehož výměnou se proto počítalo až na rampě.
V
sobotu 13. listopadu v ranních hodinách byla celá souprava přesunuta na
rampu 39B; zde se již v bílém pokoji nalézalo kompletní užitečné zatížení,
tvořené především montážním stolem FSS (Flight Support Structure) a upravenou
paletou stavebnice Spacelab, která měla tentokrát sloužit jako nosič náhradních
dílů ORUC (Orbital Replacement Unit Carrier).
Právě toho dne selhal na HST
čtvrtý měřicí gyroskop a palubní počítač převedl observatoř do bezpečnostního
módu, do nějž spadalo i uzavření apertury dalekohledu, aby při náhodné
orientaci jeho tubusu na Slunce nebyly poškozeny citlivé vědecké přístroje.
Hrubou stabilizaci HST,
nezbytnou pro zachycení observatoře z raketoplánu, bylo však možno nadále
udržovat.
V neděli 14. listopadu přiletěla na Cape Canaveral letová osádka, aby
se zúčastnila zkušebního odpočítávání TCDT (Terminal Countdown Demonstration
Test). Tvořili ji velitel plk. USAF Curtis L. Brown, Jr. (STS-47 v září
1992, STS-66 v listopadu 1994, STS-77 v květnu 1996, STS-85 v srpnu 1997
a STS-95 v říjnu 1998), pilot korv. kpt. US Navy Scott J. Kelly (nováček),
velitel užitečného zatížení a letový specialista č. 1 (MS-1) Steven L.
Smith (STS-68 v září 1994 a STS-82 v únoru 1997), MS-2 francouzský astronaut
Jean-Francois Clervoy (STS-66 v listopadu 1994 a STS-84 v květnu 1997),
MS-3 John M. Grunsfeld (STS-67 v březnu 1995 a STS-84 v lednu 1997), MS-4
C. Michael Foale (STS-45 v březnu 1992, STS-56 v dubnu 1993, STS-63 v únoru
1995 a dlouhodobý let STS-84/Mir/STS-86 v květnu až říjnu 1997) a jako
MS-5 švýcarský astronaut Claude Nicollier (STS-45 v červenci 1992, STS-61
v prosinci 1993 a STS-75 v únoru 1996).
TCDT
proběhla ve dnech 16.-17. listopadu - tentokrát nikoliv bez problémů. Nečekaně
se objevily závady v izolaci kabelů propojujících ET a SRB s vlastním raketoplánem,
takže v pátek 19. listopadu nemohlo dojít ke schválení připravenosti ke
startu. Nezbytnou opravu se technici rozhodli provést přímo na rampě (jednoduše
omotáním vadných míst izolační páskou) a start Discovery byl předběžně
stanoven na 9. prosince.
Ve středu 1. prosince proběhla znovu jeho oponentura ve FRR (Flight
Readiness Review). Přítomní konstatovali, že je sice třeba dokončit některé
drobné opravy, ale jinak byl devátý prosinec schválen, jakožto předběžné
datum startu.
V pondělí 6. prosince se sice na Floridu vrátila letová osádka, avšak
práce na opravách postupovaly pomaleji, nežli se čekalo, takže termín startu
byl 7. 12. odsunut o dva dny.
Dne 8. prosince - krátce před zahájením ostrého odpočítávání však technici
při uzavírání motorového prostoru zjistili, že u jednoho motoru SSME je
zdeformováno potrubí recirkulace kapalného vodíku. Protože deformace mohla
porušit těsnost, bylo nakonec rozhodnuto poškozený kus potrubí vyměnit
přímo na rampě a potom opětovně provést kompletní zkoušku těsnosti palivových
cest. To ovšem vedlo k dalšímu odkladu plánovaného data startu, tentokrát
na 16. 12. Konečně - po devíti týdnech problémů a odkladů - začalo 14.
prosince v 01:30 místního času (EST, tj. 06:30 UT) ostré odpočítávání,
jako obvykle od T -43 hodin. Byl nejvyšší čas. Odpovědní činitelé NASA
nehodlali riskovat možné problémy s počítači, jak na palubě Discovery,
tak v řídicím středisku při přechodu letopočtu z roku 1999 na 2000, takže
kladli důraz na to, aby se družicový stupeň vrátil nejpozději 27. prosince
a poskytl technikům na Zemi čas na vypojení všech jeho systémů.
Odpočítávání proběhlo hladce, takže ředitelé letu mohli potvrdit startovní
okno 16. prosince od 21:18:00 do 21:59:55 EST (03:18:00 až 03:59:55 UT
17. 12.).
Den před plánovaným startem se však ve výrobním závodě přišlo na to,
že dělníci při sváření dílů právě vyráběné nádrže ET použili nevhodný materiál.
Vzniklo podezření, že by tomu mohlo být i v případě nádrže ET-101/SLWT-5,
připojené k Discovery. První prozkoumání výrobních protokolů všechny uspokojilo,
takže pokračování příprav zdánlivě nic nebránilo. Také počasí vcelku spolupracovalo:
meteorologové slibovali v době předpokládaného startu devadesátiprocentní
šanci na příznivé meteorologické podmínky.
Krátce po poledni, ve 12:38 EST však přišla studená sprcha. Tým ředitelů
si vyžádal dodatečnou kontrolu výrobních dokumentů jak u nádrže ET, tak
u palivového potrubí v motorovém prostoru Discovery. Tohle se ovšem nedalo
ve stanoveném termínu stihnout, takže čtvrteční termín startu musel být
odvolán. Na pátek ovšem předpověď počasí ohlašovala šedesátiprocentní pravděpodobnost
špatného počasí, což představovalo další problém.
Když se toho dne v 11:00 EST sešel tým vedoucích pracovníků, souhlasil
se zahájením tankování nádrže ET, třebaže pravděpodobnost startu se již
vzhledem k nepřízni počasí snížila na pouhých 20 %. Čas však na všechny
tlačil. Kdyby start sklouzl o dalších 24 hodin, tedy na sobotu večer, což
byl původně nejzazší možný termín pro rok 1999, znamenalo by to zkrácení
letu a škrtnutí posledního ze čtyř plánovaných výstupů do volného prostoru.
Kolem 17:05 EST vyrazila letová osádka z budovy O&CB na rampu 39B;
její členové postupně zaujali místa na palubě družicového stupně a očekávali
start, který byl stanoven na dobu mezi 20:47:00 a 21:29:11 EST (01:47:00
až 02:29:11 UT 18. 12.).
Countdown dospěl do stavu T -9 minut, kdy dochází k poslednímu plánovanému
přerušení, ale zde uvázl. Nad Cape Canaveral ležela masivní vrstva mračen,
z nichž poprchávalo. Astronaut Charles Precourt, prověřující na Gulfstreamu
situaci nad přistávací drahou SLF, ohlásil výskyt turbulence.
Ve 20:52 EST to středisko řízení startu vzdalo a start odvolalo. "Je
to moc špatné," oznámil kapitán Cliff Stargardt od 45. meteorologické
letky. "Povoleným normám nevyhovuje šest různých povětrnostních podmínek
pro start. Zítra to snad bude lepší. Šanci odhaduji na 30%." Technici
tedy vypustili pohonné látky z nádrže ET a vysušili ji, zatímco zklamaná
osádka Discovery putovala nazpět do svého dočasného obydlí.
V sobotu 18. prosince se vedení příprav sešlo opět v 10:00 EST. Na této
schůzce se odpovědní činitelé rozhodli, že další pokus o start se uskuteční
až v neděli mezi 19:50 a 20:32 EST (00:50 až 01:32 UT 20. 12.), protože
počasí bylo prozatím jen o málo lepší než v pátek. Znamenalo to ovšem,
že let bude zkrácen.
Nedělní ráno (19. prosince) vypadalo nadějněji. Nad rampami na písečné
kose mezi Banánovou řekou a Atlantikem sice ležel mlžný opar, ale po nebi
pluly jen zbytky roztrhané oblačnosti. Další zasedání managementu (v 10:00
EST) vydalo proto souhlas se zahájením plnění nádrže ET a potvrdilo stanovené
startovní okno.
Krátce po 16. hodině místního času astronauti opět vyrazili na rampu
a o půl hodiny později začali zaujímat přidělená místa. Jako první usedl
do levého křesla na letové palubě velitel Curt Brown; švýcarský astronaut
Claude Nicollier zabral místo úplně vpravo vpředu na obytné palubě jako
další. Následoval druhý pilot Scott Kelly, kterému patřilo místo po pravici
velitele. Jako čtvrtý nastoupil Mike Foale, jemuž letový plán přisoudil
křeslo vlevo vpředu na obytné palubě; následoval John Grunsfeld, mířící
na letovou palubu, do sedadla za pilotovými zády. Pak přišel na řadu Steven
Smith; ten usedl do křesla hned u vstupního průlezu, tedy vlevo vzadu na
obytné palubě. Jako poslední zaujal přidělené místo za velitelovými zády
na letové palubě Francouz Jean-Francois Clervoy. Pak už, v 17:35 EST, uzavřeli
technici vstupní průlez a o tři minuty později jej hermeticky utěsnili.
Zbytek odpočítávání proběhl zcela hladce a bez vzrušení. V 19:32 EST
vyslovili odpovědní činitelé poslední souhlas se startem.
"Máte zelenou," oznámil ředitel startu Dave King. "Díky
za trpělivost. A chceme vás vidět zpátky, nežli se zlomí letopočet!"
"Pošlete Hubbleovi zprávu, že jsme připraveni vyrazit na cestu,"
odpověděl Brown.
V
neděli 19. prosince 1999 v 19:50:00,069 EST (20. prosince 00:50:00,069
UT) dospělo odpočítávání k dlouho očekávané nule. Elektrický impuls zažehl
iniciační slože v motorech SRB, které přidaly svůj tah k naplno běžícím
motorům SSME a o 26 milisekund později se kolos o hmotnosti 2 044 231 kg
odpoutal od rampy.
Devadesátý šestý let raketoplánu, označený STS-103 byl zahájen.
V T +123 sekund se oddělily vyhořelé startovací motory, aby zakrátko
přistály na padácích v Atlantiku. Družicový stupeň teď hnaly jen motory
SSME (výr. č. 2053, 2043 a 2049). V T +505 sekund vydaly počítače příkaz
k uzavření hlavních palivových ventilů. Trvalo ještě 6 sekund, než poslední
zbytky žhavých plynů expandovaly z trysek do okolního vakua. O pár sekund
později přerušila detonace náloží mechanické spojení mezi družicovým stupněm
a téměř prázdnou nádrží ET, jež vzápětí přešla na samostatnou balistickou
dráhu, vedoucí k jejímu zániku. Discovery se nacházel na suborbitální dráze
ve výši 56 až 587 km, se sklonem 28,47° k rovníku.
Manévr OMS-2 v 01:40 UT přivedl družicový stupeň na výchozí dráhu ve
výši 321 až 584 km s dobou oběhu 93,63 min; z té započalo stíhání observatoře
HST. Po nezbytných
prověrkách systémů dostala osádka souhlas s operacemi na oběžné dráze,
takže a krátce nato, v 02:45 UT, byly otevřeny dveře nákladového prostoru.
Po osmihodinovém odpočinku (od 07:50 do 15:50 UT) zahájili astronauti
první úplný pracovní den (20.-21. prosince) ve vesmíru. Zatímco se piloti
věnovali především korekcím dráhy, začali Grunsfeld a Nicollier prověřovat
systémy skafandrů a také snížili, jak je zvykem před plánovaným výstupem
do volného prostoru, tlak v obytných prostorách z obvyklých 1014 na 703
hPa. Clervoy oživil a prověřil "kanadskou ruku", manipulátor
RMS, který měl hrát zásadní roli při zachycení družicové observatoře HST.
V druhé polovině dne se uskutečnila první tisková konference. Po ní piloti
provedli dva korekční manévry: v 04:32 UT změnili pomocí motorů OMS rychlost
o 24,1 m/s a v 05:27 UT motorky RCS ještě o 2,4 m/s. Po těchto korekcích
se raketoplán pohyboval ve výši 571 až 590 km.
Po osmihodinovém spánku byl druhý pracovní den (21.-22. prosince) zahájen
budíčkem v 15:20 UT. V té době se Discovery nacházel ještě 530 km od HST
a blížil se k němu rychlostí téměř 200 km za jeden oběh. Tuto rychlost
piloti drobnými korekcemi dráhy (v 19:38 a 19:26 UT) postupně snižovali,
aby se družicový stupeň dostal do výchozí pozice, vhodné k zahájení závěrečného
přibližování. Clervoy uvedl do pohotovosti manipulátor RMS a piloti pomocí
malé parabolické antény navázali radarový kontakt s družicovou observatoří.
Ve
22:28 UT zažehli Brown a Kelly na 16 sekund motory RCS. Manévr TI (Terminal
Initiate) převedl Discovery na Hohmannovu přechodovou dráhu. Po drobných
korekcích, kolem půlnoci světového času 22. prosince, se raketoplán nacházel
přímo pod HST. Piloti
nejprve vyrovnali vzájemnou rychlost a poté, ze vzdálenosti 180 metrů,
zahájili pomalé přibližování metodou R-bar*, rychlostí nepřevyšující 0,3
m/s. V 00:17 UT byl raketoplán vzdálen od svého cíle už jen 36 m a vzájemná
rychlost přibližování klesla na 0,06 m/s. HST
se pomocí povelů z řídícího střediska zorientoval do polohy vhodné pro
zachycení kanadskou rukou. O šest minut později se k němu družicový stupeň
přiblížil na 18 metrů a setkání bylo ukončeno v 00:28 UT. Observatoř se
vznášela pouze necelých 10 metrů nad nákladovým prostorem Discovery.
V 00:31 UT začal francouzský astronaut Clervoy opatrně manévrovat patnáctimetrovým
manipulátorem. Necelé tři minuty mu stačily na to, aby svorkou na konci
RMS uchopil kotvičku na boku družicové observatoře.
"Zachycení v pořádku," hlásil Clervoy z raketoplánu, letícího
ve výši 594 km nad Mexickým zálivem. "Zachytili jsme Hubble!"
Trvalo
však ještě přes hodinu, nežli byl HST
v 01:26 UT pevně usazen do lůžka BAPS (Berthing and Positioning System)
na montážním stole FSS v nákladovém prostoru. Teprve pak mohl Clervoy odpojit
manipulátor RMS a využít televizní kamery na jeho konci k zevrubné prohlídce
povrchu dalekohledu. Ukázalo se, že od poslední návštěvy skoro před třemi
roky nedoznala jeho obšívka vážnější úhony. Souběžně s vizuální kontrolou
proběhlo propojování systémů HST
s palubou raketoplánu. po jeho ukončení ve 02:04 UT byly systémy observatoře
zásobovány elektrickou energií z palivových baterií družicového stupně.
Kolem 07:00 UT se mohla celá osádka Discovery odebrat na kutě s pocitem
dobře vykonané práce.
Další pracovní den (22.-23. prosince) byl zahájen kolem 15:00 UT. Hned
po budíčku si Smith a Grunsfeld nasadili dýchací masky s přívodem čistého
kyslíku, aby ze svého krevního oběhu vyloučili co nejvíce rozpuštěného
dusíku, jenž by při sníženém tlaku ve skafandrech mohl způsobit vážné zdravotní
problémy**.
Původně se počítalo s tím, že první výstup potrvá přibližně 6 hodin;
protože však byl počet výstupů snížen ze čtyř na pouhé tři, bylo rozhodnuto,
prodloužit jeho trvání nejméně o hodinu, aby bylo možno provést veškeré
opravy.
Přípravy k výstupu se podařilo stihnout v předstihu a tak řídicí středisko
mohlo v 18:05 UT dát souhlas s vypouštěním atmosféry z přechodové komory
EAL (External Airlock), umístěné v přední části nákladového prostoru. Vlastní
dekomprese začala v 18:18 UT. Po dosažení tlaku 345 hPa bylo vypouštění
atmosféry - zcela podle plánu - dočasně přerušeno, aby oba astronauti,
připravení na výstup, stačili prověřit, zda jejich skafandry jsou zcela
hermetické; poté mohla dekomprese pokračovat. Vakua bylo prakticky dosaženo
v 18:54 UT; Smith a Grunsfeld přepojili energetické systémy skafandrů,
v hantýrce NASA nazývané EMU (Extravehicular Mobility Unit), na akumulátorové
baterie, umístěné v záďových vacích. To je okamžik, považovaný v NASA za
oficiální začátek výstupu. Zbývala ještě prověrka stavu zásob kyslíku a
elektrické energie a pak, krátce po 19:00 UT, otevřeli astronauti výstupní
průlez. V 19:04 UT vypluli do nákladového prostoru.
"Podívej se, jaký je to nádherný výhled, Johne," komentoval
situaci Steve Smith, veterán tří výstupů.
"Ach," zalapal po vzduchu nováček Grunsfeld. Navíc se nezmohl.
"Vítám tě ve světě výstupů do volného prostoru," pokračoval
Smith.
"To je překrásný dalekohled," sebral se konečně jeho kolega,
když zdvihl hlavu. "Edwin P. Hubble by na něj mohl být opravdu pyšný."
Na další úvahy nezbýval čas. Oba pracovníci nejprve přemístili nářadí
z přechodové komory a upevnili je na nosiče na manipulátoru RMS. Pak se
oba přesunuli do zadní části nákladového prostoru, aby zde sňali dvě pracovní
plošiny. Jednu z nich upevnili na konec kanadské ruky RMS, kde sloužila
jako vysokozdvižná plošina, druhou umístili na montážní stůl FSS. Manipulátor
ovládal od zadní palubní desky Clervoy a po jeho boku stál Mike Foale v
roli koordinátora výstupu.
Dalším úkolem bylo umístění provizorního ochranného krytu na všesměrovou
anténu HST, aby při
dalších operacích nedošlo k jejímu náhodnému poškození. Následovalo rozmístění
pomocných poutacích lan v nákladovém prostoru, pak instalace televizní
kamery na konec RMS a jako poslední krok umístění tepelné zástěny na otevřený
poklop průlezu přechodové komory. Zástěna měla zabránit tepelné deformaci
průlezu, což by mohlo zkomplikovat dokonalé hermetické uzavření po ukončení
výstupu.
Grunsfeld nyní zaujal místo na plošině na konci RMS a pak už, kolem
20:15 UT, mohl být zahájen první krok k opravě dalekohledu HST.
Tím byla výměna všech tří jednotek RSU (Rate Sensing Unit); opraváři měli
na tento úkol vyhrazeny 2 hodiny a 40 minut.
Nejprve byly povelem ze Země vypojeny zbývající dva setrvačníky v observatoři.
Teď šlo o to, uvolnit elektrickými šroubováky šrouby, držící krycí panely.
Jako první přišla na řadu jednotka RSU č. 2. Po otevření krytu (ve 20:50
UT), odpojili astronauti oba konektory, a poté vadnou jednotku vysunuli
a provizorně umístili do nákladového prostoru. Pak z transportního obalu
vybalili tu náhradní, a ve 21:15 ji zasunuli do trupu HST.
Zatímco Smith se lopotil s opětným připojením konektorů, Grunsfeld se snažil
RSU přišroubovat. To se však neobešlo bez potíží. Mike Foale Grunsfeldovi
poradil, že je důležité usadit alespoň jeden šroub, což se nakonec podařilo.
U dalších dvou však znovu zápasil s nastavením otvoru proti otvoru. Nezbylo,
než první šroub opětovně uvolnit a poté RSU pečlivěji usadit. Teprve pak
se podařilo utáhnout všechny tři šrouby tak, jak se patří. První montáž
byla ukončena ve 21:35 UT a astronauti vyzvali řídicí středisko, aby zahájilo
oživování RSU č. 2. K problémům došlo i při ukládání staré jednotky do
transportního obalu: jeho kryt přes veškerou snahu nešlo dokonale uzavřít.
Středisko po chvíli astronauty vyzvalo, aby kryt prozatím nechali být s
tím, že se věc bude řešit později.
Oba
montéři se proto přesunuli k jednotce RSU č. 3. Kolem 22:00 UT už byl už
další vadný gyroskop vymontován a na místo usazen nový. Jeho instalaci
dokončili Smith a Grunsfeld ve 22:15 UT. Výměna třetí RSU s číslem 1 byla
ještě komplikovanější, protože ta je umístěna uvnitř HST.
Grunsfeld proto vlezl dovnitř do přístrojového úseku dalekohledu, kde musel
pracovat sám a za stísněných podmínek. Smith mezitím v nákladovém prostoru
připravoval nářadí k další práci. Výměna RSU č. 1 byla ukončena krátce
před 23:00 UT.
Nyní na oba pracovníky čekalo otevření odvětrávacích ventilů chladicího
systému přístroje NICMOS. Tuto operaci se jim však nepodařilo zvládnout
- astronauti nebyli schopni s ventily pohnout. Aby se zbytečně nezdržovali,
doporučilo jim MCC ve 23:15 UT pořídit pouze snímky vzdorujících ventilů
elektronickou kamerou, kterou měli při ruce pro dokumentaci práce; později
se na tento problém podívají technici na Zemi. Prozatím měli uzavřít zadní
přístupový kryt a přikročit k dalšímu bodu oprav. Tím bylo instalování
nových bloků elektroniky, řídících nabíjení a vybíjení akumulátorových
baterií, sloužících k zásobování družicové observatoře v době, kdy se nachází
ve stínu Země. Na HST
byly dosud původní akumulátory; ačkoliv stále ještě sloužily docela dobře,
přece jen se u nich začalo projevovat stárnutí. Proto bylo rozhodnuto instalovat
raději nové bloky VIK (Voltage/Temperature Improvement Kit), u nichž se
předpokládá optimalizace průběhu nabíjení tak, aby se akumulátory při něm
zbytečně nepřehřívaly a nezkracovala se tím jejich životnost. Než se však
oba opraváři mohli pustit do výměny, přerušilo MCC ve 23:35 UT jejich práci
s tím, že se objevila možnost, jak pohnout s ventily klimatizace. Odborníci
totiž shledali, že při prvním pokusu nešlo o vlastní ventily, ale o pouze
o jejich umělohmotné krytky, které se astronautům nepodařilo bez poškození
sejmout. Vzhledem k tomu, že chlazení přístroje NICMOS již stejně nefungovalo,
nebylo nutno krytky šetřit. Ve 23:40 UT Steve Smith znovu vlezl do nitra
HST vyzbrojený kleštěmi,
a během necelé čtvrthodiny se mu podařilo krytky odstranit. Kolem 00:15
UT již byly oba ventily otevřeny, aby zbytky chladicího média mohly volně
uniknout do kosmického vakua. Jakmile se tak stalo, mohli Smith a Grunsfeld
konečně uzavřít dvířka na zadní části HST.
Při tom je postihla drobná potíž: akumulátory jejich elektrických šroubováků
byly už natolik vybité, že utažení šroubů dvířek nezvládaly. Opraváři proto
museli sáhnout po jiných nástrojích, ale nakonec všechno skončilo ke spokojenosti.
Kolem 01:00 UT se Grunsfeld přesunul k přístrojovému úseku č. 3 nahoře
na služební části dalekohledu. Zde otevřel přístupový kryt a zahájil instalaci
prvních tří ze šesti bloků elektroniky VIK. Scott mezitím uklízel již nepotřebné
nářadí v nákladovém prostoru. Montáž VIK proběhla během půl hodiny bez
větších problémů. Řídicí středisko proto rozhodlo - třebaže už oba pracovníci
byli venku přes šest a půl hodiny - aby se Grunsfeld vydal k úseku č. 2,
kde usadil zbývající tři VIK, což se mu podařilo ukončit krátce před 02:00
UT. Dvířka úseku č. 2 byla uzavřena v 02:15 UT.
Zbývalo již jen uložit nefunkční blok gyroskopů RSU č. 1 do transportní
bedny, ale i to proběhlo zcela hladce. Středisko poté usoudilo, že jednotka
RSU č. 2 je pčes nedokonalý uzávěr dostatečně zabezpečená pro dopravu na
Zemi. Smith ještě upevnil ochranou tepelnou izolaci na některá madla, rozmístěná
na povrchu HST a pak
už po úklidu nářadí - v 02:45 UT - oba úspěšní montéři opustili nákladový
prostor a uzavřeli za sebou poklop průlezu přechodové komory EAL. V 03:10
UT, po přepojení systémů skafandrů na rozvodnou síť raketoplánu, skončil
první výstup oficiálně po 8 hodinách a 15 minutách. Tento čas představoval
druhý nejdelší americký výstup do volného prostoru***.
Po osmihodinovém odpočinku byl další pracovní den v kosmu (23.-24. prosince)
zahájen kolem 15:00 UT. Tentokrát se začala připravovat na výstup do volného
prostoru druhá směna, astronauti Foale a Nicollier. Přípravy opět proběhly
rychleji, než předpokládal plán. Dekomprese přechodové komory byla ukončena
v 18:57 UT a o čtyři minuty později dostali astronauti souhlas s otevřením
výstupního průlezu. Oficiálně začal výstup v 19:06 UT (přepojení na vlastní
baterie skafandrů). Foale se v kosmickém prostoru ocitl již potřetí (měl
na kontě jeden výstup z raketoplánu a jeden ze stanice Mir), ale pro Nicolliera
to byl nový zážitek. Clervoy opět převzal kanadskou ruku a Steve Smith
se od zadní palubní desky ujal funkce koordinátora.
Právě on uvedl Nicolliera slovy: "Buď vítán mezi nás, do bratrstva
EVA!"
"Díky," odvětil Švýcar. "Je to pro mě mimořádná čest."
Kratičké
intermezzo skončilo - práce započala. Příprava nářadí trvala asi půl hodiny.
Pak Foale zaujal místo na plošince na konci RMS, aby ho mohl Clervoy přenést
do blízkosti přístrojového úseku, v němž se nacházel řídicí počítač HST.
Prvním úkolem druhého výstupu byla totiž jeho výměna. V 19:48 UT Foale
otevřel kryt přístrojového úseku č. 1 a o šest minut později začal odpojovat
konektory, propojující počítač se systémy družicové observatoře. Pak přišlo
na řadu šest šroubů přidržujících původní přístroj - v podstatě osobní
počítač+ s procesorem 386 - k tělesu HST.
Demontáž byla ukončena ve 20:15 UT. Následovala úprava konektorů, které
musely být kompatibilní s novým počítačem. Ten je kupodivu založen na bázi
procesoru 486 s operační pamětí 2 MB a pracuje s frekvencí pouhých 25 MHz;
úroveň jeho technologie tedy odpovídá první polovině devadesátých let.
Je však třeba si uvědomit, že nejnovější procesory řady Pentium dosud nejsou
k mání ve verzi, schopné odolat pronikavému záření v kosmu. Nový počítač,
který je desetinásobně výkonnější než jeho předchůdce, již v rámci prověrek
vykonal jednu cestu do vesmíru na palubě raketoplánu Discovery během mise
STS-95.
Clervoy snesl Foaleho se starým počítačem v náručí zpět do nitra nákladového
prostoru, aby Nicollier mohl vyměněný přístroj uložit na nosič nákladu
ORUC. Pak se oba pracovníci chopili nového počítače o rozměrech 457 x 457
x 330 mm a hmotnosti něco přes 30 kg a kolem 21:00 UT ho Foale definitivně
usadil do přístrojového úseku č. 1. Následovalo připojení konektorů a ve
21:19 UT začal Foale uzavírat dveře úseku.
"Hubbbleho mozek byl právě vyměněn," ohlásil do střediska
Grunsfeld z paluby Discovery.
"Claude a Mike odvedli výbornou práci," potvrdil spojař Steve
Robinson. "Okamžitě se dáme do testování."
Mezitím, co probíhalo oživování nového počítače, byl HST
na montážním stole dálkovým povelem otočen o 90°, aby měl Nicollier, který
vystřídal Foaleho na vysokozdvižné plošině, lepší přístup k pointačnímu
detektoru FGS (Fine Guidance Sensor), jehož výměna byla dalším bodem programu.
"Pánové, nejenže Hubble má nový mozek," potěšil montéry v
průběhu této operace spojař Robinson, "ale dokonce už myslí."
Ve 21:45 UT začal Nicollier povolovat šrouby krytu, pod nímž se nacházel
detektor FGS. O čtvrt hodiny později byla dvířka otevřena a zajištěna,
aby se při práci nemohla samovolně zavřít. Teď musel opravář odpojit celkem
osm konektorů, čtyři na každé straně přístroje, což v tlustých rukavicích
nebyla žádná hračka. K Nicollierovi se proto připojil i Foale, aby mu pomohl.
Každý si vzal na starost jednu stranu bloku FGS. Po odpojení konektorů
přidělal Nicollier na detektor provizorní madlo, aby ho mohli z observatoře
vyzvednout. Ve 23:43 UT konečně FGS - blok o hmotnosti téměř 250 kg - vyklouzl
z nitra HST. Nicollier
přístroj přidržoval, zatímco Clervoy opatrně manévroval s RMS, aby ho dopravil
do nákladového prostoru, kde byl starý FGS kolem půlnoci světového času
provizorně uložen. V 00:15 UT již měli oba montéři jeho nástupce před dvířky
přístrojového úseku a pomalu ho natáčeli tak, aby nový detektor mohl po
vodicích kolejničkách vklouznout dovnitř do observatoře. Po čtvrthodinové
manipulaci se však FGS v těsném otvoru vzpříčil, protože Nicollier na své
straně zatlačit s trochu větší silou, než jeho kolega. Celé zařízení bylo
opět nutno vytáhnout a pokusit se o nové zasunutí. Tentokráte dávali astronauti
větší pozor, takže v 00:42 UT se nový detektor ocitl na svém místě. Následovalo
nasazení a dotažení upevňovacích šroubů, odstranění pomocného madla a opětovné
připojení všech osmi konektorů.
"Skvělá práce," pochválil montéry Robinson z MCC. "Trpělivost
prostě přináší růže."
Celá montáž byla ukončena v 01:15 UT. Nežli došlo - kolem 01:30 UT -
k definitivnímu uzavření krytu přístrojového úseku, pořídili Foale a Nicollier
ještě pár dokumentačních fotografií. Mezitím technici na Zemi zahájili
oživování a provozní zkoušky nového zařízení.
Oba montéři se teď přesunuli do nitra nákladového prostoru, aby definitivně
uložili opotřebovaný FGS do přepravní bedny.
"Tak co bychom, pěkně prosím, mohli pro vás ještě dneska udělat?"
zeptali se nakonec řídicího střediska.
"Díky za nabídku," zněla odmítavá odpověď, "je načase,
abyste pomýšleli na návrat."
Během uklízení nářadí se Foalemu vynořila pod rukama nepříjemná závada.
Když usazoval pracovní plošinu z RMS na transportní držák v trupu raketoplánu,
uvolnil se její konec a celá deska se začala překlápět. Při návratu na
Zemi by mohla narážet do trupu, takže hrozila možnost poškození raketoplánu.
Porucha nejspíš souvisela se špatnou funkcí západky, jejíž přepínání umožňovalo
astronautům, pracujících na vysokozdvižné plošině, natáčet se do stran.
Po diskusi s řídicím střediskem bylo rozhodnuto přenést plošinu do obytných
prostor, aby ji astronauti mohli podrobně prozkoumat.
V 02:37 UT zazněl Foalemu ve sluchátkách poplach, indikující, že v akumulátorech
jeho skafandru dochází elektrická energie. Ještě předtím ho však spojař
Robinson informoval, že má tento poplach ignorovat, protože v bateriích
zbývá elektřina ještě nejmíň na 90 minut. Oba astronauti v té době již
uklízeli nákladový prostor a stěhovali nástroje zpět do přechodové komory.
Nicollier vstoupil do EAL v 02:54 UT a Foale ho následoval v 03:03 UT.
Průlez byl uzavřen v 03:07 a o devět minut později byl druhý výstup do
kosmu oficiálně ukončen přepojením na palubní zdroje energie. Tentokrát
trval 8 hodin 10 minut a plánované úkoly druhé vycházky byly beze zbytku
splněny.
Prohlídka plošiny pro RMS v prostorách raketoplánu přinesla zklamání.
Opravit závadu přímo na místě nebylo možné. Naštěstí se však v nákladovém
prostoru nacházela ještě druhá plošina, připojovaná k montážnímu stolu
FSS, kterou bylo možno použít také na RMS.
Další budíček po osmihodinové pauze zazněl v prostorách raketoplánu
ve 14:50 UT a ke třetímu výstupu do kosmu se začala chystat dvojice Smith-Grunsfeld.
Na rozdíl od dřívějška se tentokrát přípravy k výstupu zkomplikovaly: baterie
v záďovém vaku Grunsfeldova skafandru nevyhovovaly a tak nezbylo, než použít
horní část skafandru Foaleho. Přes tuto komplikaci byly přípravy dokončeny
včas a v 19:17 UT zahájili Smith a Grunsfeld oficiálně třetí a poslední
výstup do volného prostoru.
"Johne, tak nám začíná další překrásný den venku," prohlásil
Smith, když vyrazili do nákladového prostoru. "Podívej se na tu Zemi,
to je ale nádhera!"
Prvním
úkolem vycházky byla instalace elektroniky pro pointační senzor FGS. Clervoy
zdvihl Grunsfelda na konci RMS k přístrojovému úseku C, vysoko nad nákladový
prostor; Smith se sem vyšplhal sám, přidržuje se madel. Foale, jenž ho
dirigoval z nitra raketoplánu, přitom svému kolegovi kladl na srdce, aby
se neustále poutal a nešťastnou náhodou neuletěl do prostoru. Opatrnost
byla namístě, protože astronauti při stávajících výstupech nebyli vybaveni
záchranných systémem SAFER, umožňujícím v případě úletu návrat k družicovému
stupni. Kdyby se tedy něco takového přihodilo, musel by "muže přes
palubu" zachraňovat raketoplán.
Ve 20:17 UT již měli montéři dvířka úseku C otevřena a mohli přistoupit
k odpojování konektorů. Za necelou čtvrthodinku byla nová elektronika OCE
(Optical Control Electronics) na svém místě. Oba muži se přesunuli do nižší
polohy, kde na ně čekala výměna jednoho ze dvou vysílačů pro pásmo S, který
selhal v roce 1998. Bylo to stále stejné: nejprve museli otevřít příslušná
dvířka, pak odpojit konektory a konečně uvolnit přidržovací šrouby. Dále
však - na rozdíl od předchozích montáží - byla v tomto případě situace
složitější potud, že s výměnou vysílače se vůbec nepočítalo. Přesto oba
pracovníci svůj úkol zdárně splnili krátce před 21:00 UT a mohli se vrhnout
na třetí bod pracovního seznamu. Tím byla výměna starého magnetopáskového
záznamového zařízení, které měla nahradit velkokapacitní polovodičová paměť.
Vzhledem k tomu, že paměť tohoto typu nemá žádné pohyblivé součástky, je
nepoměrně spolehlivější. Do nové práce se pustil Grunsfeld - trvalo mu
to i s opětovným uzavřením dvířek necelou hodinu - zatímco jeho kolega
začal připravovat opravu tepelné a protimeteorické izolace povrchu dalekohledu.
Astronauti přivezli s sebou do vesmíru materiál na pokrytí šesti přístrojových
úseků novou izolací. Začali s úseky č. 9 a 10, které byly nejvíce poškozeny.
Po jejich úspěšné opravě se však řídicí středisko rozhodlo, že celou akci
uzavře, aby Smith a Grunsfeld měli dostatek času na úklid nákladového prostoru;
tam nesmělo zůstat nic, co by mohlo poletovat a vadit při návratu na Zemi.
Práce byly definitivně ukončeny na Boží hod vánoční v 01:45 UT.
Před návratem do přechodové komory poděkovali Smith a Grunsfeld celému
týmu pozemních pracovníků za úsilí, které všichni vynaložili, aby mise
raketoplánu Discovery skončila úspěšně a nakonec popřáli lidem na Zemi
šťastné a veselé Vánoce. Poklop výstupního průlezu byl v rámci mise STS-103
naposledy uzavřen v 03:07 UT a v 03:25 UT byl třetí výstup oficiálně ukončen.
Přitom došlo k drobným potížím, když se Grunsfeldův skafandr nepodařilo
připojit na palubní zdroje elektrické energie. Doba trvání třetího výstupu
byla 8 hodin a 8 minut.
Ve 14:50 UT začal další pracovní den (25.-26. prosince). Hlavním úkolem
bylo dokončení prověrek HST
a jeho vypuštění na oběžnou dráhu, plánované na 22:50 UT.
Ve
20:05 UT, poté, co veškeré opravy prošly kontrolou, uchopil Clervoy kotvičku
na boku družicové observatoře kanadskou rukou. Ve 21:10 UT následovalo
odpojení kabelů, zásobujících HST
elektrickou energií z raketoplánu. O deset minut později se odemkly zámky
poutající dalekohled na montážním stole a Clervoy ho "kanadskou rukou"
vyzdvihl vysoko nad nákladový prostor. Nato byl HST
natočen do polohy vhodné pro vypuštění, s tubusem směřujícím od Slunce.
Ve 21:28 UT bylo možno otevřít poklop, zakrývající dosud aperturu dalekohledu,
a po závěrečných prověrkách, ve 22:03 UT, ve výši 600 km nad Korálovým
mořem, uvolnil Clervoy sevření kotvičky; Hubbleův dalekohled nastoupil
znovu samostatnou cestu vesmírem. Do poloviny ledna však budou technici
prověřovat jeho systémy a teprve pak ho předají do služeb astronomů.
"Gratulujeme k perfektnímu vypuštění," komentoval celou operaci
spojař Steve Robinson z Houstonu. "Díky za náramný dárek k Vánocům.
Je to přesně to, co jsme si všichni přáli."
Po dvou úhybných manévrech, jedním motorky RCS bezprostředně po vypuštění,
druhým ve 23:39 UT, jímž byla snížena oběžná dráha Discovery na 562 až
609 km, činila rychlost vzdalování od HST
9,5 km za oběh.
Nadešel čas na tiskovou konferenci, kterou osádka raketoplánu zahájila
v 01:05 UT.
Poslední úplný den letu (26.-27. prosince) začal ve 13:50 UT. V jeho
první polovině se konala další tisková konference a zbytek dne strávili
piloti prověrkami systémů Discovery před přistáním. Na Kennedy
Space Center k němu mohlo dojít na třech po sobě jdoucích obězích.
Protože však přistání na Floridě ohrožoval silný boční vítr, byla do pohotovosti
uvedena i základna Edwards AFB v Mojavské poušti v Kalifornii. K poslednímu
odpočinku na oběžné dráze se sedmičlenná osádka družicového stupně odebrala
kolem 05:20 UT.
Po budíčku ve 13:20 UT započaly závěrečné přípravy na přistání. Dveře
nákladového prostoru byly uzavřeny kolem 18:30 UT a v 18:52 UT aktivovali
piloti programové vybavení pro přistávací manévr; nastalo čekání na souhlas
se zahájením brzdicího manévru. Noční nebe nad Kennedy
Space Center bylo sice bez mráčku, ale vál zde vítr od severozápadu,
jenž převyšoval povolený limit 6,2 m/s o 0,5 m/s++. Kromě toho byla registrována
v okolí SLF (Shuttle Landing Facility) slabá turbulence. Proto Wayne Hale,
ředitel letu, odvolal ve 20:40 UT první možnost přistání a současně dal
příkaz vypočítat jako alternativu parametry brzdicího manévru pro přistání
na Edwards AFB,
což se zakrátko ukázalo zcela zbytečné. Během jediného oběhu Discovery
kolem Země, tedy za půldruhé hodiny, poklesla síla bočního větru na Floridě
na přijatelnou hodnotu, takže ve 22:20 UT dostala osádka raketoplánu zelenou
pro brzdicí manévr. Piloti zorientovali kosmickou loď motory proti směru
letu a ve 22:48 UT byly oba OMS zažehnuty na dobu 285 sekund. Rychlost
družicového stupně se snížila o 153 m/s a ten zahájil svůj sestup do zemské
atmosféry. Její pomyslnou hranici ve výši 122 km proťal ve 23:29:41 UT.
Dne 28. prosince 1999 v 00:00:47 UT (27. 12., 19:00:47 EST) dosedl Discovery
po standardním sestupu hlavním podvozkem na dráhu 33 letiště SLF. O 11
sekund později se betonu dotklo jeho příďové kolo a v 00:01:34 UT se raketoplán
zastavil. Mise STS-103 trvala celkem 7 dní 23 h 10 min 47 s.
Ještě téhož dne byl družicový stupeň odtažen do haly OPF, kde byly jeho
systémy postupně vypojeny, aby případný problém s přelomem letopočtu, tzv.
Y2K, neprovedl něco s počítači na jeho palubě. Další let raketoplánu Discovery
- STS-92, alias ISS-3A - se neuskuteční
dříve než 14. června 2000 a pro servisní misi k Hubbleovu kosmickému dalekohledu
se předběžně počítá s nejstarším raketoplánem Columbia. Jeho let (STS-110)
je orientačně stanoven na 7. červen 2001.
-----------
* R-bar, čili R s pruhem, je matematické označení radiusvektoru, tedy vektoru
ve směru od středu Země.
** Ve skafandru se během výstupu udržuje tlak kolem 280 hPa. Při tomto
tlaku by dusík, vyloučený v podobě bublinek, mohl způsobit tzv. kesonovou
nemoc.
*** Zatím nejdelším (8 h 28 min) byl výstup astronautů Thuota, Hieba
a Akerse z raketoplánu Endeavour v květnu 1992 za letu STS-49,
během něhož byla zachycena družice Intelsat 603.
+ Původně byl HST
vypuštěn s počítačem vybaveným procesorem zhruba odpovídacím modelu 286;
procesorová deska byla doplněna koprocesorem 386 při předchozí údržbářské
misi.
++ Pro přistání za denního světla je limit bočního větru 7,7 m/s.
-----------
Text, určený pro L+K, poskytl Mgr. A.Vítek.
Aktualizováno : 27.01.2000
[ Obsah | Pilotované
lety | STS | STS-103
| HST ]
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-103/lk.htm)
