СТС-51

СТС-51

Фотография Discovery на орбите в формате IMAX , сделанная с помощью свободно летающей астрономической платформы SPAS-ORFEUS.
Имена	Космическая транспортная система -51
Тип миссии	Развертывание спутников Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) Астрономия
Оператор	НАСА
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР	1993-058А
Номер SATCAT	22795
Продолжительность миссии	9 дней, 20 часов, 11 минут, 6 секунд (достигнуто)
Пройденное расстояние	6 608 628 км (4 106 411 миль)
Завершенные орбиты	157
Свойства космического корабля
Космический корабль	Спейс Шаттл Дискавери
Масса приземления	92,371 кг (203,643 фунта)
Масса полезной нагрузки	18 947 кг (41 771 фунт)
Экипаж
Размер экипажа	5
Участники	Фрэнк Л. Калбертсон-младший. Уильям Ф. Ридди Джеймс Х. Ньюман Дэниел В. Берш Карл Э. Уолц
Начало миссии
Дата запуска	12 сентября 1993 г., 11:45:00 UTC
Стартовая площадка	Кеннеди , LC-39B
Подрядчик	Rockwell International
Конец миссии
Дата приземления	22 сентября 1993 г., 07:56:06  UTC
Место посадки	Кеннеди, SLF Взлетно-посадочная полоса 15
Параметры орбиты
Система отсчета	Геоцентрическая орбита
Режим	Низкая околоземная орбита
Высота перигея	300 км (190 миль)
Апогей высоты	308 км (191 миля)
Наклон	28.45°
Период	90,60 минут
Инструменты
Оптический комплекс ВВС Мауи (AMOS) Оборудование воздушной поддержки (ASE) Эксперимент по фотографии полярного сияния (APE-B) Хромосома и деление растительных клеток в космосе (CHROMEX) Коммерческий рост кристаллов белка (CPCG) Спектроскопия свечения шаттла высокого разрешения (HRSGS-A) Спектрограф профиля поглощения межзвездной среды (IMAPS) Исследование обработки полимерных мембран (IPMP) Ограниченная продолжительность воздействия материалов-кандидатов в космической среде (LDCE) Оборудование радиационного контроля (RME-III)
Нашивка миссии STS-51 Слева направо: Калбертсон , Берш , Уолц , Редди и Ньюман. Программа «Спейс шаттл»

STS-51 была миссией NASA Space Shuttle Discovery , которая запустила спутник Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) в сентябре 1993 года. 17-й полет Discovery также включал развертывание и возвращение спутника SPAS-ORFEUS и его камеры IMAX , которая запечатлела впечатляющие кадры Discovery в космосе. Во время миссии также был выполнен выход в открытый космос для оценки инструментов и методов для миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббла (HST) STS-61 позднее в том же году. STS-51 была первой миссией шаттла, которая запустила приемник глобальной системы позиционирования (GPS), Trimble TANS Quadrex . Он был установлен в верхнем окне, где ограниченное поле зрения (FoV) и затухание сигнала стеклом серьезно повлияли на производительность приемника. ^[1] Полная тройная избыточность 3-струнной GPS появилась только 14 лет спустя с STS-118 в 2007 году.

Сиденье [2]	Запуск	Посадка	Места 1–4 находятся на палубе экипажа. Места 5–7 находятся на средней палубе.
1	Калбертсон
2	Готов
3	Ньюман	Вальс
4	Берш
5	Вальс	Ньюман
6	Неиспользованный
7	Неиспользованный

STS-51 был примечателен тем, что его трижды чистили на стартовой площадке, каждый раз после того, как экипаж поднимался на борт космического корабля: ^[3]

• 17 июля 1993 года запуск был отложен на стартовой площадке из-за неисправности пиротехнического контроллера инициатора, который запускает сброс твердотопливных ракетных ускорителей с мобильной пусковой платформы.
• 24 июля 1993 года проблемы с гидравлическим силовым агрегатом в одном из твердотопливных ракетных ускорителей вызвали очередную поломку на стартовой площадке. Из-за метеорного потока Персеиды следующее окно запуска открылось только во вторую неделю августа 1993 года.
• 12 августа 1993 года счетчик достиг отметки T−3 секунды, в этот момент загорелся главный двигатель космического челнока (SSME). Затем произошло отключение из-за неисправных датчиков расхода топлива в одном из SSME.
• STS-51 был успешно запущен 12 сентября 1993 года.

Спутник Advanced Communications Technology Satellite (ACTS) был построен компанией Lockheed Martin Astro Space для NASA в Ист-Виндзоре, штат Нью-Джерси. ^[4] Спутник был развернут в первый день полета и служил испытательным стендом для передовых экспериментальных концепций и технологий спутников связи. Его верхняя ступень Transfer Orbit Stage (TOS) сработала вовремя через 45 минут после развертывания и вывела спутник на геосинхронную орбиту в первый день миссии.

Первая попытка развертывания ACTS была отложена экипажем, когда была потеряна двусторонняя связь с Центром управления полетами (MCC) примерно за 30 минут до времени развертывания. Диспетчеры полета могли получать телеметрию и голосовые сообщения от Discovery , однако экипаж не мог получать сообщения с земли. Экипаж отказался от развертывания в 14:43 по центральному поясному времени , когда они не получили «добро» от MCC, как того требовали предполетные планы, разработанные именно для такого случая. После отказа от развертывания экипаж изменил систему связи S-Band шаттла на более низкую частоту и восстановил двустороннюю связь с землей. Двусторонняя связь была потеряна в общей сложности около 45 минут. После консультации с экипажем диспетчеры полета начали немедленно планировать второе и в конечном итоге успешное развертывание.

Во время развертывания 12 сентября 1993 года одновременно сдетонировали два взрывных шнура Super*Zip в люльке бортового вспомогательного оборудования (ASE), предназначенного для освобождения космического корабля, один основной, а другой резервный. Это вызвало небольшие разрывы двух десятков изоляционных одеял, установленных на переборке между отсеком полезной нагрузки и AFT около #3 APU. Кольцо ASE, удерживающее TOS, также было повреждено, и были видны выброшенные обломки, когда штабель отходил от орбитального аппарата.

Advanced Communications Technology Satellite (ACTS), важная деятельность Программы космических коммуникаций NASA, обеспечивала разработку и летные испытания высокорисковых передовых технологий спутников связи. Используя многолучевые антенны и передовые бортовые системы коммутации и обработки, ACTS стала пионером новых инициатив в области технологий спутников связи. Исследовательский центр NASA Glenn отвечал за разработку, управление и эксплуатацию ACTS как части долгого наследия экспериментальных спутников связи.

После выполнения своей первоначальной миссии в качестве ключевой части сети спутников ACTS Gigabit , космический аппарат продолжил работу в рамках партнерства между космическим агентством и некоммерческим консорциумом. Он был закрыт 28 апреля 2004 года после того, как финансирование иссякло. Спутник был переведен в плоское вращение с краями солнечной батареи, обращенными к Солнцу , что теоретически должно было предотвратить его повторный запуск. Космический аппарат был переведен на свою конечную орбиту захоронения в точке 105,2° западной долготы — где он представляет минимальный риск для других спутников — после того, как в 2000 году НАСА пришло к выводу, что ему, вероятно, не хватает топлива для перехода на более высокую орбиту захоронения. Тем не менее, по словам Ричарда Кравчика, менеджера по операциям ACTS в Исследовательском центре Гленна, ACTS не должен возвращаться в атмосферу в течение тысяч лет. ^[5]

Другой полезной нагрузкой в ​​этой миссии был телескоп Orbiting Retrievable Far and Extreme Ultraviolet Spectrometer (ORFEUS), установленный на носителе полезной нагрузки Shuttle Pallet Satellite (SPAS). ORFEUS был разработан для предоставления информации о том, как рождаются и умирают звезды , при изучении газообразных межзвездных облаков . Также в грузовом отсеке находился Limited Duration space environment Candidate materials Exposure (LDCE).

Компания Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) начала разработку носителя SPAS (ранее использовавшегося в полетах STS-7 , STS-41-B и STS-39 ) в 1986 году в качестве свободно летающей астрономической платформы. Соглашение DARA /NASA предусматривало четыре совместных научных миссии, при этом Deutsche Agentur für Raumfahrtangelegenheiten (DARA) предоставляло спутник, NASA — услуги по запуску и развертыванию/возвращению шаттла, а обе стороны совместно использовали научные приборы. NASA предоставило шаттл бесплатно в обмен на доступ к данным и включение экспериментов США. ORFEUS, орбитальный извлекаемый спектрометр дальнего и крайнего ультрафиолета, предназначенный для измерения излучения в диапазоне от 400 до 1280 ангстрем , был выпущен в 14:06 UTC 13 сентября 1993 года и извлечен в 11:50 UTC 19 сентября 1993 года. Научный вклад внесли Тюбингенский университет , Штернварте Гейдельберг, Калифорнийский университет в Беркли и Принстонский университет (IMPAS). Телескоп ORFEUS был изготовлен компанией Kayser-Threde в Германии ; французская компания REOSC предоставила зеркало 1 м (3 фута 3 дюйма) f/2.5. Отдельный спектрограф профиля поглощения межзвездной среды 950–1150 Å (IMAPS) дополнил наблюдения горячих галактических объектов и межзвездной среды с высоким спектральным разрешением (240 000). Другими полезными нагрузками были монитор эффективных образцов поверхности Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) и канадская камера грузового отсека IMAX, которая использовалась для съемок Discovery на орбите для фильма IMAX « Судьба в космосе » . Часть этих кадров также была включена в Space Station 3D . Это был четвертый полет платформы SPAS из семи в ходе программы космических челноков. Версия SPAS-ORFEUS была повторно запущена в миссию STS-80 в 1996 году.

16 сентября 1993 года астронавты Джеймс Х. Ньюман и Карл Э. Уолц выполнили выход в открытый космос (EVA), предназначенный для оценки инструментов, страховочных тросов и платформы для фиксации ног. Их выводы убедили проектировщиков и планировщиков полета по обслуживанию космического телескопа Хаббл (HST), что их подготовка была надежной. Это была третья и последняя миссия шаттла, включавшая подготовительный выход в открытый космос в ответ на недостатки в обучении выходу в открытый космос, выявленные миссией STS-49 . Новое оборудование, испытанное во время обширного выхода в открытый космос, позже потребовалось для миссии по обслуживанию космического телескопа Хаббл в декабре 1993 года и было лишь частью задач выхода в открытый космос, а Ньюман и Уолц выполнили другие цели, подробно объяснив Центру управления полетами разницу, которую они увидели между работой на орбите и наземной подготовкой. Двое членов экипажа EVA опережали график большую часть дня и выполнили больше задач, чем изначально планировалось. Пока два астронавта убирались, неуклюжая крышка ящика с инструментами замедлила их, когда им пришлось ее открывать и закрывать для возвращения Discovery домой. Крышка ящика с инструментами растянула выход в открытый космос примерно на 45 минут сверх запланированного, а Ньюман и Уолц провели в общей сложности семь часов, пять минут и двадцать восемь секунд вне корабля. Это был 112-й выход в открытый космос в истории космических полетов человека.

• Ньюман и Уолц – EVA 1
• Старт выхода в открытый космос 1 : 16 сентября 1993 г. — 08:40 UTC.
• Окончание выхода в открытый космос 1 : 16 сентября 1993 г. — 15:45 UTC.
• Продолжительность : 7 часов 5 минут

В кабине находились следующие полезные нагрузки: оптический сайт ВВС Мауи (AMOS), эксперимент по авроральной фотографии (APE-B), коммерческий рост белковых кристаллов (CPCG), деление хромосом и растительных клеток в космосе (CHROMEX), спектроскопия свечения шаттла с высоким разрешением (HRSGS-A), IMAX, исследования обработки полимерных мембран (IPMP) и эксперимент по оборудованию для радиационного мониторинга (RME-III). Исследование обработки полимерных мембран (IPMP) предназначено для исследования смешивания различных систем растворителей при отсутствии конвекции, обнаруженной на Земле, в надежде контролировать пористость различных полимерных мембран . RME измеряет уровни гамма-излучения , электронов , нейтронов и протонов в кабине экипажа на протяжении всего полета.

На борту специалист по миссии Джеймс Ньюман надел специальный визор , чтобы провести медицинский эксперимент по проверке зрения в невесомости в рамках исследований того, как зрение компенсирует недостаток равновесия внутреннего уха в космосе. Ньюман также успешно испытал приемник глобальной системы позиционирования, летавший на борту Discovery, в качестве оценки использования такого оборудования для дополнения навигации шаттла. Кроме того, в преддверии операций на космической станции один из топливных элементов Discovery был выключен и перезапущен.

В другой медицинской оценке командир Фрэнк Калбертсон и специалист миссии Дэниел Берш катались на велотренажере на нижней палубе Discovery в рамках продолжающегося исследования использования упражнений для противодействия влиянию невесомости на организм. Экипаж также включил эксперимент, который изучает улучшение мембранных фильтров в невесомости , и проверил другой эксперимент, который успешно прошел, изучая влияние микрогравитации на растительные клетки .

Астронавты Карл Уолц и Джим Ньюман провели эксперименты, направленные на изучение эффекта свечения, один из которых был спектрометром , который регистрировал эффект на пленке в мельчайших подробностях, а другой — на неподвижных фотографиях. Ожидается, что эксперименты предоставят информацию о том, какие именно типы газов — в дополнение к атомарному кислороду — создают свечение. Информация о типах газов в экстремальных слоях атмосферы может быть объединена с экспериментом по экспозиции материалов в грузовом отсеке, чтобы помочь в проектировании и строительстве будущих космических кораблей.

Пять белых звезд и одна желтая звезда на эмблеме символизируют номер полета в последовательности миссий Космической транспортной системы . На эмблеме также изображен треугольный SPAS-ORFEUS справа.

Экипаж STS-51 сопровождался съемочной группой Channel 4 из Великобритании с того дня, как они были назначены на полет, затем во время их обучения и, наконец, самой миссии. Документальный фильм об этом экипаже называется "Space Shuttle Discovery", его озвучила Хизер Купер . Он был выпущен в 1993 году.

• Список пилотируемых космических полетов
• Список миссий Space Shuttle
• Очерк космической науки
• Космический челнок

• http://www.space.com/spacenews/archive04/actsarch_051004.html

• Краткое описание миссии НАСА. Архивировано 2 марта 2009 г. на Wayback Machine.
• Видеоролики с STS-51, архивированные 29 октября 2013 г., на Wayback Machine
• «Space Shuttle Discovery» — документальный фильм телеканала Channel 4, рассказывающий о миссии и ее экипаже.