Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Pilotované lety > STS > STS-5 Co/F-5
tisk 
M.označení Start Přistání Délka letu Poznámka
1982-110A 11.11.1982 16.11.1982 5d 2h14m SBS 3, Anik C1


Posádka STS-5
Posádka :
Brand,V.D.[VE] | Overmyer,R.F.[PI] | Allen,J.P.[MS] | Lenoir,W.B.[MS]

[ Popis letu | Obrázky | Experimenty | STS-5 v NASA ]


Znak STS-5Popis letu : (převzato z L+K 5/83 se svolením Mgr. A.Vítka)

STS-5

NÁVRAT BEZE SLÁVY

Ing. JOSEF KRUPIČKA, CSc.
ANTONÍN VÍTEK, CSc.

Pátý start raketoplánu Columbia nebyl už startem zkušebním, jako čtyři předcházející, ale představoval let operační, tj. let s užitečným zatížením, za jehož vynesení na oběžnou dráhu zaplatili uživatelé 17 miliónů dolarů. Letu se tentokráte měli zúčastnit vedle dvou pilotů ještě další dva specialisté: dr. Joseph Percival Allen, fyzik, a dr. William Benjamin Lenoir, inženýr elektrotechnik. Bylo tedy nutno pro ně přidat do raketoplánu dvě nová sedadla: jedno za piloty, připravené pro dr. Allena, zatímco inženýr Lenoir se musel spokojit s místem o patro níže, na obytné palubě. Nově namontovaná sedadla již neměla vystřelovací zařízení; aby se oba noví účastníci letu necítili ošizeni, odstranili technici pyropatrony i u sedadel obou pilotů. Úpravy družicového stupně probíhaly v budově OPF na Kennedy Space Center mezi 15. a 20. červnem 1982. Dále byla z nákladového prostoru odstraněna mechanická ruka a monitor indukované kontaminace.

Tím se uvolnil prostor pro užitečné zatížení - dvě prakticky totožné telekomunikační družice typu Hughes HS 376. Jedna z nich - SBS-3 - měla sloužit pro přenos počítačových dat pro firmy Comsat, IBM a pojišťovací společnost Aetna. Druhá - Anik C-3 - byla kanadskou vnitrostátní záležitostí pro televizní, telefonní a dálnopisné spojení. Každá družice představovala válec v průměru 2,1 m, dlouhý po rozložení 4,6 m, opatřený na povrchu celkem 14 000 slunečních článků. Plánovaná geostacionární dráha ležela ve výši 36 000 km. Raketoplán však může operovat jen asi do výše 1000 km. Družice proto byly opatřeny urychlovacím stupněm PAM-D s motorem na tuhé pohonné hmoty. Počáteční hmotnost systému družice-motor činila asi 3700 kg. Stabilizace družic v prostoru měla být zajištěna rotací, ovšem až do okamžiku vypuštění zůstávaly uchyceny v nákladovém prostoru raketoplánu. Jejich neproměnná poloha se stala problémem, který si konstruktéři uvědomili poměrně pozdě: sluneční paprsky, soustředěné do jednoho místa otevřeného nákladového prostoru, mohly svým žárem zničit články, umístěné na povrchu válců. Na druhé straně vliv chladu z kosmického prostoru hrozil zkázou elektronickému zařízení. Možné ohrožení se podařilo odstranit umístěním družic do krytu, do jakési osmihranné kolébky s odklopitelným víkem, připomínajícím budku dětského kočárku, ovšem oboustrannou. Kolébka byla potažena látkou Beta, která se osvědčila jako vrchní ochranná vrstva u skafandrů použitých při vycházkách na Měsíci: dokázala zabránit úniku tepla stejně dobře, jako zamezit účinkům slunečních paprsků.

Jakmile tedy technici během srpna dokončili v hlavní montážní hale sestavování motorů SRB a jakmile připojili odhazovací nádrž ET na kapalný vodík a kyslík, bylo možno přepravit raketoplán do VABu. V té době došlo také ke spojení družice Anik s urychlovacím stupněm a k jejímu uložení do krytu.

Od 13. 9. proběhly během tří dnů zkoušky propojení raketoplánu s nádrží a s motory SRB. Po úspěšném průběhu simulovaného startu, k němuž se dostavili Vance deVoe Brand, velitel Columbie, a její pilot Robert Franklin Overmyer, byl celý komplet 21. 9. převezen na rampu 39A. O den později putovala do své kolébky také SBS-3, takže 27. 9. bylo možno zahájit potřebné zkoušky a testy. K prověrkám telekomunikačních družic, které dříve probíhaly přímo na nosných raketách, slouží dnes komplexní zkušební zařízení CITE, umístěné v budově VPF a napodobující ve všech směrech raketoplán. Užitečné zatížení zde projde předem všemi operacemi, kterým bude později vystaveno přímo v Columbii.

Zkouškové období trvalo déle než týden a soustředilo se především na styčné body mezi raketoplánem a kolébkami, na průběh vypouštění družic a na funkci komunikačního spojení s řídicím střediskem POCC v Houstonu. Toto samostatné, paralelní řídicí středisko, má totiž na starost právě funkci užitečného zatížení, vynášeného raketoplánem do kosmického prostoru.

Zkušební tankování na rampě bylo zahájeno 28. 9. Nově vyměněná hydraulická pumpa č. 3 při krátkodobé zkoušce zcela uspokojila, takže 5. a 6.10. započalo plnění pohonných hmot pro manévrovací motory.

Obě družice putovaly 12. 10. nejprve do klimatizovaného transportéru a spolu s nim dále na rampy. Zde došlo k jejich uložení do klimatizované části věže, těsně přitisknuté ke hřbetu raketoplánu. O šest dní později, 18. 10., je technici přeložili do nákladového prostoru Columbie. Nezbytná prověrka vzájemného propojení kolébek s raketoplánem proběhla bez komplikací.

Jediný vážnější problém, který málem ohrozil datum startu, vyvstal 28.10. při prověrce užitečného zatížení. V průběhu testů byla objevena závada na elektronice u časovacího zařízení na družici SBS-3. Pro jistotu došlo k výměně celého bloku, při němž vyšla najevo i příčina poruchy: mechanické poškození jednoho integrovaného obvodu. Výměnnou operaci se pracovníkům podařilo ukončit ještě před termínem, určeným k odpočítávání.

Odpočítávání započalo 7.11. Na jeho řízení se podílelo kolem 200 lidí a z celkové stohodinové doby trvání bylo 20 hodin 19 minut plánováno na přerušení. Až na některé bezvýznamné odchylky proběhla celá procedura v podstatě stejně, jako u předcházejícího posledního zkušebního letu.

Vlastní start byl stanoven na 11.11. na 07.19 východoamerického času. V noci před startem však vanul ve výši asi 12 km silný vítr, který mohl být příčinou odkladu startu tím spíše, že startovní okno, vzhledem k plánovanému vypouštění družic, se pro tentokráte zúžilo na pouhých 40 minut.

Přesto byla čtyřčlenná osádka raketoplánu probuzena asi ve 3 hodiny ráno. Dvě a čtvrt hodiny před startem zaujala svá místa v Columbii a zúčastnila se průběhu příprav.

Start STS-5Raketoplán vzlétl 0,038s před stanovenou dobou. Jeho hmotnost činila 2 038 696 kg, tj. o 2,5 tuny více než při minulém letu a o 13 tun více než při prvním letu vůbec. Vyšší hmotnost a také let přímo proti silnému větru, to obojí bylo příčinou pomalejšího nabírání výšky i rychlosti. V okamžiku odhození vyhořelých startovacích motorů činila ztráta na výšce 1200 m oproti letovému plánu.

Padáky odhozených motorů SRB tentokráte fungovaly bez závad, takže startovací motory dopadly v pořádku do moře, asi 14 km od čekajících vlečných lodí a asi 260 km od pobřeží Floridy, kam byly později odtaženy.

Raketoplán mezitím pokračoval v letu a 3 min 11 s po startu se dostal tak daleko od pobřeží, že v případě nouzového přistání by musel přeletět Atlantik až do Dakaru v Senegalu. Zde bylo pro něj sice připraveno pozemní naváděcí zařízení, avšak pečlivě zabalené a uložené v bednách, protože se dosud neuzavřela potřebná mezivládní dohoda.

V závěru navádění na dráhu se pro případ nouzového přistání počítá s jedním obletem Země a s letištěm ve Spojených státech. Na základně Edwards by však vzhledem k roční době a k časnému startu proběhlo nouzové přistání raketoplánu ještě za tmy. White Sands na tom nebylo o mnoho lépe, navíc zde panovaly špatné povětrnostní podmínky. Pro místo nouzového přistání byl vzhledem k těmto okolnostem ještě před startem zvolen nakonec přímo Cape Canaveral.

Havarijní mód však vůbec nebylo nutno použít. Po 8 min 37 s se raketoplán dostal do plánovaného bodu ve výši 106 km a pohyboval se rychlostí 7830 m/s. Dráha po vypojení motorů činila - 4 až 154 km - šlo tedy stále ještě o balistickou křivku. Zatímco odhozená palivová nádrž pokračovala v letu a skončila ve vlnách Indického oceánu, připravovala se Columbie na korekční manévr. Místo dřívějších čtyř byly plánovány tentokrát pouze dva: OMS-1, 10 min 31 s po startu, který přivedl raketoplán na dráhu 97 až 293 km se sklonem 28,5' k rovníku. Asi po třičtvrtěhodině letu, přesně v T + 44 min 46 s od startu, proběhla závěrečná korekce OMS-2, jejímž výsledkem byla kruhová dráha ve výši 296 km nad zemským povrchem. Na kosmonauty teď čekal první obvyklý pracovní úkon: otevření nákladového prostoru. Současně s tím bylo naopak zapotřebí uzavřít kryty kolébek, zajišťujících obousměrnou tepelnou izolaci družic. Tyto kryty pro svoji objemnost zůstaly během dosavadního letu složeny při krajích kolébek. Kdyby se nyní jejich roztažení nepodařilo, čekalo by na osádku Columbie složité manévrování s raketoplánem, aby se škodlivé teplotní účinky na družice omezily na nejmenší možnou míru. Vše však probíhlo hladce a osádka raketoplánu si mohla oddechnout.

Po odložení skafandrů určených pro start a přistání odklidila čtveřice uvnitř Columbie transportní křesla a na třetím oběhu začala s adjustací inerciální plošiny, aby tak vytvořila co nejpřesnější základnu pro vypuštění první družice, jíž měla být SBS-3.

Než k tomu došlo, zbyl ještě čas na vybalení fotografických přístrojů, na přípravu telerekordinku a dokonce i na jídlo. Teprve na 5. oběhu (06.30 h po startu) započaly přípravy k odpočítávání vypouštěné družice, tj. poslední prověrka jejího vlastního zařízení i zařízení spojeného s urychlovacím stupněm.

V dalším průběhu operace se Brand, velitel Columbie, přemístil k zadní palubní desce pilotního prostoru. Odsud mohl okénky sledovat dění v nákladovém prostoru a v případě nutnosti manévrovat s raketoplánem, kdyby při vypouštění hrozilo nebezpečí srážky s družicí následkem jejího nepředpokládaného pohybu. Allen, stojící vedle něho, sledoval na pravé části zadní palubní desky stav systémů družice, eventuálně si potřebné údaje vyvolával na obrazovce počítače pomocí klávesnice.

Pilot Overmyer zůstal na svém pravém křesle u hlavní palubní desky. Jeho starostí byl raketoplán: sledoval polohu Columbie na umělém horizontu a připravoval systémy potřebné k provedení úhybného manévru, až SBS-3 opustí nákladový prostor.

Lenoir dočasně okupoval křeslo velitele: po jeho levici se nalézal panel s vypínači, které tvořily jakési pojistky při provádění úkonů spojených s vypouštěním. Lenoir představoval "lidský faktor" celé operace: poté co počítač otevřel časová okénka jednotlivých fází, musel inženýr překlopením vypínače příslušný úkon odsouhlasit a dát zelenou dalšímu průběhu.

Vlastní vypouštěcí sekvence započala současně se začátkem 6. oběhu, v době, kdy raketoplán letěl ve tmě nad Indickým oceánem. V T-35 min jej Overmyer natočil do polohy vhodné pro vypouštění: nákladový prostor nyní mířil k obloze, ale tak, aby družice nebyla ozářena Sluncem po odklopení kolébky. K tomu došlo v T-20 min. Na povel hlavního počítače roztočil elektromotor na spodku kolébky družicovou sestavu na 52 otáček za minutu, počítač na urychlovacím stupni obdržel příkazy pro zážehovou sekvenci a povel k přepojení okruhů družice na vlastní zdroje. Následovala aktivace vysílačů telemetrických údajů na PAMu i na družici samotné. Přes Havaj putovaly tyto první signály do POCC v Houstonu, kde je sledovali spolu s techniky NASA i odborníci firmy SBS. Vlastní vypuštění družice se však odehrálo mimo dosah pozemních stanic. V T-3 min se rozeběhly od nuly časové údaje na PAMu a od T-90 s se otevíralo jedno z posledních pojistných okének: během 60 s musel Lenoir přepnout vypínač jistící zážeh PAMu, vypínač zážehu dalšího (apogeového) urychlovacího motoru a do třetice vypínač blokující pyrotechniku potřebnou k oddělení družice z kolébky. Tato úprava zajišťovala kritické obvody proti náhodnému, předčasnému oddělení s katastrofálními důsledky. Kdyby však nyní Lenoirův zásah příslušné pojistky neuvolnil, znamenalo by to pro počítač zastavení celé operace.

V T-25 s vydal Allen pokyn k zablokování přenosu dat mezi počítačem a družicovým systémem. Toto opatření mělo zabránit vzniku falešných signálů náhodným impulsem při rozpojování konektorů.

V T-5 s oživila elektronika na pouhých 10s obvody pro pyrotechnické přeseknutí šroubů - stejně jako v předchozích případech i zde krátkost doby aktivace snižovala možnost nežádoucího propojení na minimum.

Vypuštění družice SBS-3V T + 0 se Columbie nalézala právě nad rovníkem, pouhých 1400 m od ideálního bodu; levá část křídla směřovala přímo do středu Země a osa +z přesně proti směru letu. Když pyrotechnika přesekla šrouby, stlačené pružiny udělily rotující sestavě vzestupný impuls. Systém o hmotnosti 3270 kg a délce 4,45 m začal ve 20.17 UT opouštět izolační kolébku rychlostí 0,75 m/s. Trvalo plných 5 s než se zcela vynořil z nákladového prostoru. Průběh odpoutání zachytily televizní kamery na videorekordér a také Allen měl čas pořídit sérii snímků. Osádka Columbie sledovala, jak družice podlétá raketoplán a pomalu ho předlétá na nižší dráze. Telemetrické údaje SBS-3 i PAM-D zachycoval přijímací systém raketoplánu na pásmu S a ukládal je do paměti k pozdějšímu odvysílání na Zemi.

V T + 3 min provedl Overmyer obrat pro úhybný manévr. Lenoir si vyměnil místo s Brandem a ten v čase T + 10 min zvýšil pomocí motorů OMS rychlost Columbie o 4,6 m/s.

Schéma navedení družice na geostacionární dráhuRozestup mezi oběma tělesy se začal zvětšovat. Po půl oběhu, tj. 45 min po vypuštění, byla družice natočena motorem přesně po směru svého letu, tj. v poloze vhodné pro zážeh urychlovacího stupně. Ještě předtím se Columbie natočila k družici břichem, aby spaliny z trysky motoru PAM ožehly okénka raketoplánu co nejméně. SBS-3 byla sice o 31,5 km ve předu a o 26 km níže, ale ve vakuu se plyny i tuhé částice šíří neobyčejně rychle. Pro jednou by snad případné "očazení" mnoho neznamenalo, ovšem kumulace nečistot, vpalovaných během přistávání do křemenného skla, po vypuštění několika set družic, s nímž se počítá, by už mohla sehrát roli při oslepnutí oken.

Po manévru se SBS-3 dostala na přechodovou dráhu 220 až 36 000 km. Oproti družicím vynášeným raketami typu Delta k tomu došlo poměrně pozdě po vlastním vypuštění. V mezičase musel stabilizační systém družice udržovat stanovenou polohu. Vzniklou ztrátu na pohonných hmotách pro stabilizační motorky však vyvážila možnost vynést pomocí raketoplánu do kosmického prostoru těleso o vyšší hmotnosti, tedy s větší zásobou pohonných hmot. Tím se nejenom vyrovnaly zmíněné ztráty, ale životnost družice se prodloužila z dosavadních 7 nejméně na 10 let.

Po automatickém odhození PAM-D zůstala SBS-3 na uvedené dráze až do 13. 11. Při jejím pátém průletu apogeem upravil motor Star 30, zabudovaný v družici, konečnou dráhu na stacionární. Po této operaci došlo i na vysunutí koncentrického válce a rozložení antén. Hmotnost SBS-3 se snížila na pouhých 650 kg.

V Columbii v té době měli už dávno jiné starosti. Po odletu družice se program prvého dne omezil jen na odpočinek a jídlo. Průběh vypouštění SBS-3 byl přehrán na Zemi, kde NASA videozáznam okamžitě využila k propagačním a reklamním účelům. O nežádoucí zpestření programu se postaral Overmyer, který se k večeru stal obětí nevolnosti způsobené beztížným stavem.

Druhý den letu začal ve znamení běžné rutinní práce. Specialisté aktivovali řadu tzv. studentských pokusů, jež využívají vlivu beztížného stavu, ať už na růst nižších organismů nebo na tvorbu krystalů. Piloti se zase zaměřili na průběh adaptace organismu člověka za těchto podmínek, přičemž jim jako pokusný králík posloužil inženýr elektrotechniky. Zatímco Overmyer se ze svých potíží poměrně rychle zotavil, projevila se kinetóza u Lenoira, na nějž jakékoliv utišující či povzbuzující preparáty prostě nezabíraly.

Schéma vypuštění družice z raketoplánuPo obědě přišla na program zbývající dužice, dosud uložená v nákladovém prostoru. Vypouštěcí operace proběhla ve 20.24 UT na 22. oběhu, nachlup stejně a bez závad, dokonce přesněji, až na to, že se osádce Columbie nepodařilo zachytit telemetrické údaje Anikem C-3 po vypuštění; během příprav na Zemi totiž technici kanadské firmy Telesat omylem nezapojili telemetrii na všesměrovou anténu. Horší než ztráta údajů z družice byla okolnost, že Anik C-3 nemohl přijímat ani povely ze Země, především ten nejdůležitější z nich, totiž příkaz k přechodu z vnitřních zdrojů na sluneční baterie. Hrozilo vyčerpání akumulátorů a následná ztráta družice, která by se bez elektrické energie proměnila v mrtvé těleso. Využitím vhodných poloh Aniku C-3 se však technikům ze Země podařilo antény přepojit.

Třetí letový den znamenal návrat k pokusům, k povzbuzování Lenoira jehož potíže s "mořskou nemocí" ten den vyvrcholily, a také ke světélkování raketoplánu. Zjistilo se totiž, že zbytky plynů, unikající z dlaždic tepelné ochrany, vytvářejí jakýsi druh doutnavého záření, tedy nežádoucí rozptýlené světlo, které by překáželo při astronomických pozorováních z paluby raketoplánu. Prohlídka skafandrů, plánovaná na večer, byla odložena a osádka pokračovala pouze v lékařskobiologických testech a ve zkouškách pilotáže raketoplánu.

Schéma plánované EVAPátý den letu se Lenoirův stav konečně zlepšil, takže se spolu s Allenem vydali do přechodové komory, aby provedli prohlídku skafandrů pro nastávající výstup do kosmického prostoru. Lenoir později po návratu na Zemi prohlásil, že odklad této akce kvůli jeho zdravotnímu stavu nebyl nutný. Pobyt ve skafandru při potížích, které pociťoval, by sice nebyl nic příjemného, pozemní středisko však celou aféru s kinetózou prý zbytečně zdramatizovalo. Ať tak či onak, přivalila se teď na Columbii další pohroma: ani jeden z nově vyvinutých, plně autonomních obleků od firmy Hamilton Standard, nebyl úplně v pořádku. Na Lenoirově skafandru selhal regulátor tlaku kyslíku a místo předepsaných 29,6 kPa ukazoval tvrdošíjně hodnotu 26,2 kPa. Při demontáži na Zemi se potom ukázalo, že v regulátoru chybí dvě umělohmotné aretační zarážky, ač podle protokolu měly být řádně namontovány. U druhého skafandru zase selhalo dmychadlo na profukování přílby kyslíkem, snad v důsledku vadného magnetického čidla, regulujícího otáčky motoru. V nezbytném případě by byl tento skafandr krátkodobě použitelný, například na ruční uzavření nákladového prostoru. K dlouhodobému pobytu v kosmu ovšem nevyhovoval.

Na základě rad ze Země se Lenoir s Allenem několik hodin pokoušeli o nápravu. Když jejich snaha samozřejmě vyšla naprázdno, bylo vedení letu nuceno zkušební výstup odvolat. K prověrce pohyblivosti v novém typu skafandrů za skutečných podmínek tedy nedošlo, nezjistila se ani jeho vhodnost při montážních pracech na maketě družice SMM, s jejíž pozdější opravou v kosmickém prostoru se počítá.

Columbia po přistáníZbýval tedy jen málo slavný návrat: na počátku šestého dne letu provedla osádka Columbie běžný úklid, uzavřela nákladový prostor a nad Indickým oceánem na 81. oběhu zapojila motory OMS na 2 min 21 s. Přistání na základně Edwards mělo proběhnout ještě za ranního šera. Vzhledem k zatažené obloze byl však let záměrně prodloužen o 4 minuty, aby k dosednutí došlo současně s východem Slunce.

Columbie vstoupila do atmosféry 7482 km od místa přistání na Edwards AFB, při rychlosti 7921 m/s. Jakmile její hodnota klesla pod rychlost zvuku, ujal se Brand ručního řízení. Letoun se posadil na dráhu 22 ve 14.33.34 UT tak jemně, že Overmyer zapochyboval o dotyku se zemí. Při opatrném brzdění na vlhké dráze činil závěrečný výběh 2914 m.


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-5/index.htm)

Stránka byla vygenerována za 0.187893 vteřiny.