STS-134/ULF-6
Na stopě antihmotě
Mgr. ANTONÍN VÍTEK, CSc.
L+K 7/2011
Po
mnoha odkladech se raketoplán Endeavour obsazený šestičlennou posádkou konečně
vydal 16. května 2011 v rámci mise STS-134 k Mezinárodní
vesmírné stanici. Byla to přitom jeho pětadvacátá a zároveň poslední výprava
do vesmíru.
První rámcové plány letu STS-134 začaly dostávat jasné obrysy na počátku roku
2009. Tehdy se předpokládalo, že se bude jednat o definitivně poslední misi
v rámci programu amerických kosmických raketoplánů jako záchranný let pro STS-133.
Počítalo se s tím, že ji uskutečni raketoplán Discovery ve dnech 16. až 28.
září 2010, takže měla být splněna vládní direktiva na ukončení programu letů
raketoplánů do konce finančního roku 2010. V nákladovém prostoru by mohly být
na Mezinárodní vesmírnou stanici ISS dopraveny spektrometr AMS-02 a nákladní
plošina ELC-3 s náhradními díly. Problémem bylo, že na tuto misi nebyly zatím
vyčleněny americkým Kongresem žádné finanční prostředky. Našly se však již v
únoru 2009, kdy zákonodárci v rozpočtu NASA uvolnili dodatečných 400 milionů
na posílení pilotovaných letů. Poukázali také na to, že vynesení spektrometru
AMS-02 je pro pokrok védy velice žádoucí. Proto byla role posledního možného
záchranného letu přenesena až na misi STS-135.
Zahájení provozu ISS se stálou šestičlennou posádkou vedlo manažery k doporučení
upravit jeden z nákladních modulů MPLM
- Leonardo - na trvalý skladový modul, který by rozšířil prostory stanice, stále
vece zaplňované nejrůznějšími zásobami, vědeckými přístroji i náhradními díly.
Protože však modul MPLM musel být před vypuštěním stavebně upraven, začalo se
uvažovat o prohození letů STS-133 a STS-134. V souvislosti s tím došlo i ke
změně konkrétního stroje. Bezprostřední přípravy družicového stupně Endeavour
začaly hned po jeho návratu z mise STS-130
v montážní hale OPF-2 již 22. února 2010 obvyklým odstrojováním. Se startem
se tehdy počítalo 22. července téhož roku. Posádku pro let STS-134 jmenoval
NASA dne 11. srpna 2009. Tvořili ji velitel Mark E. Kelly (nar. 1964, STS-108
v prosinci 2001, STS-121 v červenci 2006 a STS-124 v červnu 2008), pilot Gregory
H. Johnson (nar. 1962, STS-123 v březnu 2008) a letoví specialisté E. Michael
Fincke (nar. 1967, Sojuz TMA-4 v dubnu až říjnu 2004 a Sojuz TMA-13 v říjnu
2008 až dubnu 2009), Gregory E. Chamitoff (nar. 1962, STS-124/126 v květnu až
listopadu 2008). Andrew J. Feustel (nar. 1965, STS-125 v květnu 2009) a italský
astronaut ESA Roberto Vittori (nar. 1964, Sojuz TM-34 v dubnu 2002 a Sojuz TMA-6
v dubnu 2006).
Zatímco příprava družicového stupně pokračovala hladce, na
počátku března 2010 se vynořily problémy při zkouškách supravodivých
elektromagnetů spektrometru AMS-02 ve středisku ESTEC v nizozemském Noordwijku.
Technici zjistili, že se cívky supravodivých magnetů zahřívají víc, než jejich
konstruktéři předpokládali. Proto by zásoba chladícího kapalného helia
nezaručovala jejich dostatečně dlouhou funkci na oběžné dráze. Vědecky tým,
který vedl nositel Nobelovy ceny profesor Samuel Ting, proto rozhodl elektromagnety
nahradit permanentními magnety ze slitiny neodymu, železa a boru. Byly „kanibalizovány“
z prototypu AMS-01, který letěl zkušebně do vesmíru v roce 1998. AMS-02 tedy
odeslali do evropského střediska nukleárního výzkumu CERN u Ženevy, kde úpravu
provedli. Protože nové magnety byly o polovinu slabší, bylo nutné spektrometr
znovu kalibrovat a to si vyžadovalo nemálo času. Proto NASA v dubnu rozhodl
opět prohodit pořadí letů STS-133 a STS-134. Start Endeavouru byl předběžně odložen
až na polovinu listopadu 2010. Ukázalo se však, že ani tento termín nebude
konečný. Příprava modulu Leonardo se také zpožďovala, což mělo dominový efekt,
takže v červnu už plánovaný vzlet STS-134 sklouzl na období února až března
2011.
V
polovině června 2010 zahájili technici v budově VAB sestavování pomocných vzletových
stupňů SRB (komplet BI-145 s motory RSRM-113), zatímco v továrně MAF u New Orleansu
končila výroba vnější nádrže (výr. č. ET-138). Ta doplula lodí Pegasus na Floridu
13. července. Během její přípravy však technici našli v potrubí pro kapalný
kyslík cizí objekt: zatoulanou podložku. Koncem července instalovali technici
do Endeavouru také hlavní motory SSME (výr. č. 2059, 2061 a 2057). Protože se
dokončovaly v závodě MAF opravy starší nádrže ET-122, poškozené během hurikánu
Katrina, začali manažeři uvažovat o jejím použití při vzletu Endeavouru a pokud
budou uvolněny finanční prostředky pro misi STS-135, novější nádrž ET-138 přenechat
raketoplánu Atlantis. Proto v srpnu rozhodli odložit připojení nádrže ET k již
sestaveným stupňům SRB. Přispělo k tomu i předběžné stanovení startu STS-134
na 26. února 2011. Staronová nádrž ET-122 dorazila na kosmodrom 27. září 2010.
Upravený AMS-02 přibyl po desetihodinovém letu ze ženevského
letiště na palubě nákladního letadla Lockheed Martin C-5M Super Galaxy na
kosmodrom KSC na Floridě 26. srpna 2010. Tam spektrometr putoval do budovy
SSPF, kde proběhly přejímací zkoušky, následné připojení pomocných konstrukcí
pro jeho upevnění v nákladovém prostoru raketoplánu a opakovaná kalibrační
měření. Mezitím došlo k značnému odkladu vzletu raketoplánu Discovery k misi
STS-133 až na únor 2011, zaviněnému poškozenými výztuhami přechodového úseku ET
mezi nádržemi na kapalný kyslík a kapalný vodík. Manažeři také rozhodli provést
inspekci podezřelých podélníků i u nádrže ET-122. V souvislosti s tím byl start
Endeavouru znovu odsunut, tentokrát na 19. dubna 2011.
Další komplikace přišla 8. ledna 2011. Designovaný velitel Kelly byl uvolněn
z výcviku a odletěl soukromým proudovým letadlem do Tucsonu v Arizoně, aby mohl
být v nemocnici u své manželky Gabrielle Giffordsové, zasažené do hlavy kulkou
atentátníka. Aby posádka Endeavour mohla pokračovat ve výcviku, nastoupil na
jeho místo Frederick W. Sturckow. Zdravotní stav Giffordsové se však rychle
zlepšil natolik, že mohla být převezena do Houstonu. Kelly se pak vrátil do
čela posádky STS-134. Družicový stupeň Endeavour převezli technici do budovy
VAB 28. února. Byl připojen k nádrži ET a stupňům SRB a 11. března putoval na
rampu LC-39A. Tam ve dnech 29. března až 1. dubna proběhlo zkušební odpočítávání
TCDT. Mezitím probíhalo jednání představitelů NASA s ruskou kosmickou agenturou
FKA. Rusové plánovali na 27. dubna start své nákladní lodi Progress
M-10M, která se o dva dny později měla připojit ke stanici ISS. Tedy v době,
kdy součástí komplexu ISS měl být i Endeavour. To by však porušovalo bezpečnostní
pravidla. Rusově nebyli ochotni start, ani připojení nákladní lodi odsunout
na dobu po odletu raketoplánu - jako důvod udávali zkáze rychle podléhající
biologické vzorky v nákladu Progressu. Proto nakonec ustoupili Američané a znovu
odložili plánovaný start na 29. dubna.
V
úterý 26. dubna 2011 začalo ostré odpočítávání raketoplánu, které však bylo
přerušeno přibližně tři a půl hodiny před plánovaným startem. Důvodem bylo selhání
jednoho ze dvou temperačních topení, určených k zamezení zamrznutí paliva (hydrazinu)
v přívodním potrubí k plynové turbině hydraulického čerpadla APU-1. Výměna celého
bloku elektroniky zkrat odstranila a nové odpočítávání začalo 13. května v 11:00
UTC a tentokrát doběhlo do zdárného konce. Raketoplán Endeavour vzlétl ke své
poslední, pětadvacáté cestě do vesmíru 16. května 2011 ve 12:56:28 UTC. Průběh
letu byl vcelku hladký. Dvě minuty po startu byly odhozeny stupně SRB a o šest
a půl minuty později se družicový stupeň nacházel na suborbitální dráze. Při
zevrubné inspekci záběrů pořízených v průběhu vzletu však technici zjistili,
že kolem T+70 s se od nádrže ET oddělily dva kusy ledu. Drobné úlomky zasáhly
břicho stroje, kde poškodily celkem sedm dlaždic. Tyto šrámy později odhalilo
snímkováni ze stanice během manévru RPM. V T+40 min se manévrem OMS-2 oběma
velkými manévrovacími motory dostal Endeavour na výchozí dráhu ve výši 231 až
235 km. V průběhu prvního dne letu byly otevřeny dveře nákladového prostoru
a vyklopena komunikační parabolická anténa. Jako obvykle astronauti zkontrolovali
robotický manipulátor SRMS a jeho televizní kamerou kontrolovali stav vezeného
nákladu.
Druhý den letu (17. května) byl věnován především kontrole náběžné hrany křídla,
která byla shledána v úplném pořádku. Prověřily se také skafandry určené k výstupům
do volného prostoru a připravily k transportu na palubu ISS. Nakonec astronauti
vysunuli do pohotovostní polohy televizní kameru pro sledování příletu ke stanici.
Třetí den letu (18. května) dorazil raketoplán do blízkosti stanice a vyrovnal
s ní rychlost v bodě ležícím přibližně 180 metrů pod ní. Tam mezi 09:15 a 09:25
UTC piloti uskutečnili manévr RPM, při kterém Endeavour vystavil svoje břicho
pohledu posádky stanice. Colemanová, Nespoli a Kondratjev pořídili téměř tisícovku
snímků tepelné ochrany teleobjektivy vybavenými fotoaparáty Nikon D2X. Získané
snímky byly neprodleně odeslány na Zemi, kde je začala zkoumat pracovní skupina
DAT (Damage Assessment Team). Odhalila na nich sedm již zmíněných poškození
dlaždic, situovaných téměř v jedné linii mezi pravoboční šachtou hlavního podvozku
a trupovou klapkou. Během dvou dní bylo šest z nich klasifikováno jako zanedbatelná.
U posledního však DAT doporučila, aby astronauti uskutečnili jeho cílenou inspekci,
byť předpokládali, že i toto poškození nemůže raketoplán během sestupu atmosférou
ohrozit. Raketoplán se připojil k přechodovému tunelu PMA-2
v 10:14 UTC. Po přivítání posádek v modulu Harmony
proběhlo obvyklé bezpečnostní školení. Následovalo přeneseni skafandrů EMU,
které dvojice astronautů z Endeavour potřebovaly k chystaným čtyřem výstupům
do volného prostoru.
Čtvrtý den letu (19. května) Feustel a Vittori vyzvedli manipulátorem raketoplánu
SRMS z nákladového prostoru Endeavouru spektrometr AMS-02. Pak jej převzal staniční
manipulátor SSRMS, který
ovládali z pozorovacího stanoviště stanice ISS Johnson a Chamitoff. Ti jej pak
přesunuli k segmentu ITS-S3
na pravoboku hlavního příhradového nosníku ISS. Tam byl vědecký přístroj o hmotnosti
6917 kg automatickým spřáhlem pevně uchycen. Od spektrometru AMS-02 si astrofyzici
slibují mnohé. Primárním úkolem je registrace částic kosmického záření extrémních
energií včetně stanovení jejich hmotnosti a rychlosti. Hned v prvních minutách
po aktivaci zaznamenal přístroj dvě vysoce energetické částice - elektron s
energií 20 GeV a jádro atomu uhlíku dokonce s energií 43 GeV. Magnetické
pole přístroje přitom dokáže rozeznat i náboj sledovaných částic. Měl by proto
rozlišit i částice antihmoty od normálních částic. Nevyřešenou otázkou kosmologie
je, co se stalo s antihmotou, která musela vzniknout v okamžiku Velkého třesku
a zda ještě nějaká ve vesmíru zůstala. Fyzici přitom předpokládají, že by AMS-02
mohl během svého aktivního života - nejméně do roku 2020 - objevit přibližně
deset jader antihelia. Připomeňme jen, že v současnosti registruje desetitisíce
částic denně. Dalším cílem experimentu je hledání temné hmoty. Podle jedné hypotézy
by ji mohla tvořit dosud neobjevená částice neutralino, kterou by spektrometr
mohl potvrdit. Kromě toho bude AMS-02 hledat zatím pouze předpokládané částice,
tak zvané strangelety, které by mohly být také pozůstatky Velkého třesku. Ty
jsou také jedním z kandidátů na temnou hmotu nebo látku, tvořící podstatu kvarkových
hvězd.
Pátý
den letu (20. května) v 07:10 UTC Feustel a Chamitoff zahájili první výstup
do volného prostoru. Během něj sejmuli vzorky materiálů MISSE-7A a -7B vystavených
působení vlivů kosmického prostředí z nákladové plošiny ELC-2 a instalovali
tam nový soubor MISSE-8. Připravili také vnější okruh termoregulačního systému
ETCS k doplnění kapalného amoniaku. Vzhledem k selhání čidla oxidu uhličitého
v Chamitoffově skafandru výstup předčasně ukončili po 6 hodinách a 19 minutách
ve 13:29 UTC. Šestý den letu (21. května) uskutečnila posádka Endeavouru vyžádanou
cílenou inspekci jediného podezřelého poškození tepelné ochrany, které postihlo
celkem tři keramické dlaždice. Skenování nepravidelné prohlubně o rozměrech
81‚7x63,2 mm laserovým profiloměrem LDRI zjistilo, že jeho největší hloubka
je 22,6 mm. Přitom tloušťka inkriminované dlaždice činí 28,4 mm. Následné numerické
modelování provedené skupinou DAT ukázalo, že nejvyšší možná teplota konstrukce
pod poškozením nepřestoupí 104 °C, přičemž bezpečnou hranicí je 177 °C. Proto
ani toto poškození nemohlo ohrozit bezpečnost raketoplánu během sestupu atmosférou.
Druhý výstup do volného prostoru zahájili Feustel a Fincke v
06:05 UTC sedmého dne letu (22. května). Během 8 hodin a 7 minut stačili
doplnit amoniak do termoregulačního systému stanice, promazat kluzný prstenec
otočného spoje na příhradové konstrukci ITS-P3, instalovat televizní kameru na
robotický adaptér Dextre a ošetřit jeho úchopový mechanismus.
Osmý den letu byl pro posádku letu odpočinkový. V jeho závěru ve 21:35:17 UTC
se od modulu Rassvět
odpojila transportní loď Sojuz
TMA-20. Během obletu stanice z jejího obytného modulu italský astronaut
Nespoli snímkoval stanici. Potom polovina dlouhodobé posádky ISS – Kondratjev,
Colemanová a Nespoli zamířila se Sojuzem na přistání v Kazachstánu. Následující
den (24. května) se posádka raketoplánu podílela na opravách systému OGS pro
výrobu kyslíku a zařízení CDRA pro odstraňování oxidu uhličitého z ovzduší,
Desátý den letu (25. května) se Feustel a Fincke potřetí vydali na 6 hodin a
54 minut do kosmu, aby položili nový kabel pro zvýšení dodávky elektrické energie
z amerického na ruský segment stanice a propojili ho. Připojili také ke komunikačnímu
systému i dvě nové antény instalované na modulu Destiny.
Jedenáctý den letu (26. května) se uskutečnila závěrečná inspekce náběžné hrany
křídla a přídě raketoplánu. To se normálně provádělo až po odletu od stanice.
Tentokrát však měla být prodlužovací tyč OBSS ponechána na stanici na příhradové
konstrukci ITS-P1. Bude sloužit k prodloužení dosahu staničního manipulátoru,
který pak bude schopen dopravit členy posádky i k většině povrchu vnějších křídel
fotovoltaických baterií amerického segmentu. K tomuto přesunu došlo v průběhu
posledního výstupu do volného prostoru. Fincke a Chamitoff ho zahájili dvanáctého
dne letu (27. května) v 04:15 UTC. Během 7 hodin a 24 minut stihli ještě dokončit
úpravy robotického adaptéru Dextre
a jeho výbavy a v nadplánu dokonce položit nový datový kabel na ruský modul
Zarja. V následujících
dvou dnech dokončovala posádka Endeavouru překládku nákladu mezi stanicí a raketoplánem
a pomalu se připravovala k odletu. Posádky se rozloučily čtrnáctého dne letu
(29. května) a po posledním odpočinku se následujícího dne v 03:55:26 UTC raketoplán
odpojil od ISS. Na závěr obvyklého inspekčního obletu se Endeavour znovu přiblížil
ke stanici. Důvodem byly zkoušky prvků nového navigačního systému STORRM (Sensor
Test for Orion Relative Navigation Risk Mitigation) pro budoucí americké pilotované
lodě. Pak třetím separačním manévrem raketoplán definitivně zahájil odlet.
Předposlední
den letu (31. května) piloti prověřovali systémy raketoplánu, zatímco zbytek
posádky uklízel prostory obytné paluby, kde také instaloval křesla potřebná
během přistání. Brzdicí manévr na 248. oběhu kolem Země motory OMS převedl v
05:29:03 UTC nad Indickým oceánem Endeavour na sestupnou dráhu a po hladkém
průletu atmosférou raketoplán přistál 1. června 2011 v 06:34:51 UTC na dráhu
15 letiště SLF floridského kosmodromu.
S šestici astronautů se tak šťastně dostal na Zemi i náš český krteček ze známých
večerníčků, kterého s sebou vzal Drew Feustel. Teď už Endeavour čeká v montážní
hale OPF-1 jen závěrečné odstrojení a pak přesun k definitivnímu odpočinku v
muzeu California Science Center poblíž Los Angeles.
Aktualizováno : 07.01.2012
[ Obsah | Pilotované lety | STS
| STS-134 ]
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-134/lk.htm)
